ნახშირბადის წერტილებსა და კვანტურ წერტილებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ნახშირბადის წერტილები ნახშირბადის პატარა ნანონაწილაკებია, ხოლო კვანტური წერტილები მცირე ნახევარგამტარი ნაწილაკებია.
როგორც ნახშირბადის წერტილები, ასევე კვანტური წერტილები ხვდება კვანტური მექანიკის სფეროს. ეს არის პატარა ნანომასშტაბიანი ნაწილაკები.
რა არის ნახშირბადის წერტილები?
ნახშირბადის წერტილები არის პატარა ნახშირბადის ნანონაწილაკი, რომელსაც აქვს ზედაპირის პასივაციის გარკვეული ფორმა. მათი ზომა 10 ნმ-ზე ნაკლებია. ეს წერტილები პირველად აღმოაჩინეს 2004 წელს შემთხვევით, ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილების გაწმენდის შედეგად.
ნახშირბადის წერტილების თვისებები მხოლოდ მათ სტრუქტურასა და შემადგენლობაზეა დამოკიდებული.უმეტეს შემთხვევაში, კარბოქსილის მრავალი ნაწილი ნახშირბადის წერტილების ზედაპირზე იძლევა წყალში შესანიშნავ ხსნადობას და ბიოთავსებადობას. ეს ნაწილაკები, როგორც წესი, საშუალებას აძლევს ნახშირბადის წერტილებს პროტონგამტარ ნანონაწილაკებად იქცეს. გარდა ამისა, ეს ნაწილაკები შესაფერისია ქიმიური მოდიფიკაციისა და ზედაპირის პასივაციისთვის სხვადასხვა ორგანულ, პოლიმერულ, არაორგანულ ან ბიოლოგიურ მასალებთან ერთად.
არსებობს ნახშირბადის წერტილების სინთეზის ორი მეთოდი. ეს ორი არის "ზემოდან ქვევით" მეთოდი და "ქვემოდან ზევით". ჩვენ შეგვიძლია მივაღწიოთ ნახშირბადის წერტილების წარმოებას ამ პროცესების მეშვეობით ქიმიური, ელექტროქიმიური და ფიზიკური ტექნიკით.
სურათი 01: ნახშირბადის წერტილები მომზადებული სხვადასხვა წყაროდან
„ზემოდან ქვევით“მეთოდი გულისხმობს ნახშირბადის დიდი სტრუქტურების (მაგ. გრაფიტი, ნახშირბადის ნანომილები და ნანო ალმასი) დაშლას ნახშირბადის წერტილებად ლაზერული აბლაციის, რკალის გამონადენის და ელექტროქიმიური მეთოდის გამოყენებით.
ნახშირბადის წერტილების წარმოების „ქვემოდან ზევით“მეთოდი მოიცავს მცირე წინამორბედებს, როგორიცაა ნახშირწყლები, ციტრატი და პოლიმერული სილიციუმის ნანოკომპოზიტები. ეს წყაროები გადიან ჰიდროთერმულ/სოლვოთერმულ მკურნალობას, მხარდაჭერილ სინთეზურ და მიკროტალღურ სინთეზურ მარშრუტებს.
რა არის კვანტური წერტილები?
კვანტური წერტილები ნანომეტრის მასშტაბის მცირე ნახევარგამტარი ნაწილაკებია, რომლებსაც აქვთ ოპტიკური და ელექტრონული თვისებები, რომლებიც განსხვავდება დიდი ნაწილაკებისგან კვანტური მექანიკის მიხედვით. თუ ჩვენ დავაკვირდებით კვანტურ წერტილებს ულტრაიისფერი შუქის ქვეშ განათების გზით, კვანტურ წერტილში მყოფი ელექტრონი მიდრეკილია აღელვდეს უფრო მაღალი ენერგიის მდგომარეობაში. ეს პროცესი შეესაბამება ელექტრონის გადასვლას ბალანსის ზოლიდან გამტარობის ზოლში, როდესაც ეხება ნახევარგამტარ კვანტურ წერტილს.შემდეგ აღგზნებულ ელექტრონს შეუძლია დაბრუნდეს ვალენტურ ზოლში სინათლის გამოსხივების გზით მისი ენერგიის განთავისუფლების გზით. სინათლის ამ გამოსხივებას ეწოდება ფოტოლუმინესცენცია და ჩვენ შეგვიძლია მისი ილუსტრირება შემდეგნაირად:
სურათი 02: კვანტური წერტილების ფოტოლუმინესცენცია, რომელიც იძლევა განსხვავებულ ფერს კვანტური წერტილებისგან განსხვავებული ზომისა
ჩვეულებრივ, კვანტური წერტილების თვისებები შუალედურია ნაყარი ნახევარგამტარებისა და დისკრეტული ატომების ან მოლეკულების თვისებების მიმართ. უფრო მეტიც, კვანტური წერტილების ოპტოელექტრონული თვისებები იცვლება როგორც ზომის, ასევე ფორმის მიხედვით. როგორც წესი, დიდი კვანტური წერტილები ასხივებენ გრძელ ტალღის სიგრძეებს და ამ კვანტური წერტილებიდან გამოსხივებული ფერები მერყეობს ნარინჯისფერიდან წითამდე.ამის საპირისპიროდ, მცირე კვანტური წერტილები ასხივებენ უფრო მოკლე ტალღის სიგრძეებს, რაც იწვევს ფერებს, როგორიცაა ლურჯი და მწვანე. თუმცა, ჩვენ შეგვიძლია დავაკვირდეთ, რომ ფერი შეიძლება განსხვავდებოდეს კვანტური წერტილის ზუსტი შემადგენლობის მიხედვით.
კვანტური წერტილების ძირითადი გამოყენება მოიცავს ერთელექტრონულ ტრანზისტორის წარმოებას, მზის უჯრედების წარმოებას, LED-ების წარმოებას, ერთფოტონურ წყაროებს, კვანტურ გამოთვლას, უჯრედის ბიოლოგიის კვლევას, მიკროსკოპიას და სამედიცინო გამოსახულებას.
რა განსხვავებაა ნახშირბადის წერტილებსა და კვანტურ წერტილებს შორის?
ნახშირბადის წერტილებსა და კვანტურ წერტილებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ნახშირბადის წერტილები ნახშირბადის პატარა ნანონაწილაკებია, ხოლო კვანტური წერტილები მცირე ნახევარგამტარული ნაწილაკებია. ნახშირბადის წერტილები გამოიყენება ბიოგამოსახულებაში, ზონდირებაში, წამლების მიწოდებაში, კატალიზში, ოპტრონიკაში და ა. მიკროსკოპია და სამედიცინო გამოსახულება.
შემდეგი ინფოგრაფიკა ჩამოთვლის განსხვავებებს ნახშირბადის წერტილებსა და კვანტურ წერტილებს შორის ცხრილის სახით.
რეზიუმე – ნახშირბადის წერტილები კვანტური წერტილების წინააღმდეგ
ნახშირბადის წერტილები და კვანტური წერტილები შედის კვანტური მექანიკის სფეროს ქვეშ. ეს არის მცირე ზომის ნანო ნაწილაკები. ნახშირბადის წერტილებსა და კვანტურ წერტილებს შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ნახშირბადის წერტილები ნახშირბადის პატარა ნანონაწილაკებია, ხოლო კვანტური წერტილები მცირე ნახევარგამტარი ნაწილაკებია.
