حفظ تابش لومینسانس نقاط کوانتومی در پلیمرها

مدت‌هاست که دانشمندان دریافته‌اند نانوبلورهای نیمه‌هادی موسوم به نقاط کوانتومی را می‌توان به عنوان ترکیبات فتولومینسانس در تصویربرداری زیستی، فتونیک و اپتوالکترونیک استفاده کرد. با این حال نقاط کوانتومی باید به قدر کافی پایدار بوده که قابل استفاده در این حوزه باشند. برای پایداری نقاط کوانتومی می‌توان سطح این ترکیبات را با مواد شیمیایی اصلاح کرد.
با این حال اصلاح شیمیایی سطح نقاط کوانتومی نیازمند مقادیر زیادی حلال آلی است که برای محیط زیست بسیار خطرناک می‌باشد. برای حل این مشکل، محققان با استفاده از فناوری سیالات فوق بحرانی کامپوزیت نانوذره/پلیمری سنتز کردند.
CO2 فوق بحرانی یک گزینه بسیار مناسب در مطالعات سیالات فوق بحرانی است که دلیل این امر دسترسی آسان، ارزان‌بودن، غیراشتعال بودن و بی‌خطر بودن برای محیط زیست است. محققان ژاپنی موسسه تویوهاشی با همکاری پژوهشگرانی از موسسه ملی فناوری ژاپن تحقیقاتی روی تشکیل مواد نانوساختار با استفاده از CO2 فوق بحرانی انجام دادند. این گروه تحقیقاتی نشان دادند با دیسپرس کردن و پلیمریزه کرده می‌توان نقاط کوانتومی لومینسانس اکسید روی را در سیال فوق بحرانی CO2 تولید کرد. این سیال موجب اصلاح شیمیایی سطح نقاط کوانتومی شده و در نهایت پخش شدن نقاط کوانتومی درون پلیمری به خوبی انجام می شود.
کیوشی ماتسویاما از موسسه ملی فناوری می‌گوید: « متاسفانه خواص فتولومینسانس نقاط کوانتومی در اثر سیال فوق بحرانی CO2 کاهش می‌یابد. ساختار سطحی این نقاط کوانتومی توسط سیال فوق بحرانی دستخوش تخریب می‌گردد. ما دریافتیم که کاهش خواص لومینسانس نقاط کوانتومی در اثر پوشش دهی آن با سیلیکا متوقف می‌شود. در واقع اگر نقاط کوانتومی اکسید روی با سیلیکا محافظت شوند، این نقاط در صورت وارد شدن به ماتریکس پلیمری خواص لومینسانس خود را حفظ می‌کنند.»
تحقیقات این گروه نشان می‌دهد که استفاده از سیالات فوق بحرانی می‌تواند ابزار مناسبی برای پایدار کردن خواص لومینسانس نقاط کوانتومی باشد.
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان Formation of poly(methyl methacrylate)-ZnO nanoparticle quantum dot composites by dispersion polymerization in supercritical CO2

در نشریه The Journal of Supercritical Fluids منتشر شده است.