ساخت نقاط کوانتومی گرافنی توسط محققان

یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی روشی برای تبدیل الیاف کربنی معمولی به نقاط کوانتومی گرافنی ارائه کرده است. پولیکل آجایان از دانشگاه رایس در همکاری با محققانی از چین، هند و ژاپن یک فرآیند شیمیایی تک مرحله‌ای کشف کرده‌اند که بطور قابل‌توجهی ساده‌تر از دیگر روش‌های گزارش شده برای ساخت نقاط کوانتومی گرافنی، است.

یک گروه تحقیقاتی بین‌المللی روشی برای تبدیل الیاف کربنی معمولی به نقاط
کوانتومی گرافنی ارائه کرده است. پولیکل آجایان از دانشگاه رایس در همکاری
با محققانی از چین، هند و ژاپن یک فرآیند شیمیایی تک مرحله‌ای کشف کرده‌اند
که بطور قابل‌توجهی ساده‌تر از دیگر روش‌های گزارش شده برای ساخت نقاط
کوانتومی گرافنی، است.

وی گااُ، یکی از این محققان، گفت: “ما برای اکسیداسیون انتخابی الیاف کربنی
تلاش کردیم و متوجه شدیم که این کار واقعا مشکل است. ما در نهایت آنها را
در محلولی قرار داده و قطره‌هایی از آن محلول را با یک میکروسکوپ الکترونی
عبوری مشاهده کردیم.”

آنچه این محققان مشاهده کردند ذره‌هایی از گرافن یا بطور دقیق‌تر نانوبخش‌های
اکسیدشده گرافن تشکیل شده بواسطه تغییرات شیمیایی الیاف کربنی، بود. گااُ
گفت: “آن بسیار هیجان‌آور بود. ما آنها را نقاط کوانتومی نامیدیم، اما آنچه
واقعا در اینجا داریم، دیسک‌های کوانتومی گرافنی هستند.”

 
این تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری یک نقطه کوانتومی گرافنی با لبه‌های زیگزاگی،
ساخته شده با روش این محققان، را نشان می‌دهد.
گااُ گفت که دیگر روش‌های ساخت نقاط کوانتومی گرافنی گران هستند و برای ساخت مقادیر
کمی از آنها هفته‌ها زمان لازم است. او ادامه داد: “ماده شروع‌کننده‌مان ارزان است؛
الیاف کربنی بصورت تجاری در دسترس هستند. در یک فرآیند تک‌ مرحله‌ای مقادیر زیادی
از نقاط کوانتومی بدست می‌آوریم.”

با آزمایش‌های بیشتر اطلاعات جالبی بدست آمد: اندازه این نقاط کوانتومی و بنابراین
خواص فوتولومینسانس‌شان، را می‌توان بواسطه فرآوری در دماهای نسبتا پایین از ۸۰ تا
۱۲۰ درجه سلسیوس، کنترل کرد. طبق گفته این محققان، در دماهای ۱۲۰، ۱۰۰ و ۸۰ درجه
سلسیوس به ترتیب نقاط لومینسانت آبی، سبز و زرد بدست می‌آید.

آنها همچنین متوجه شدند که کناره‌های این نقاط کوانتومی تمایل دارند که شکل‌هایی
معروف به زیگزاگی تشکیل دهند. شکل کناره‌های یک صفحه گرافنی مشخصه‌های الکتریکی آن
را تعیین می‌کند، و زیگزاگی‌ها نیمه‌رسانا هستند.

گااُ گفت که خواص لومینسانس نقاط کوانتومی گرافنی به آنها توان بالقوه‌ای برای
تصویربرداری، تجزیه و تحلیل پروتئین، ردیابی سلولی و دیگر کاربردهای زیست‌پزشکی می‌دهد.
آزمایش‌ها روی دو نمونه سرطان سینه انسان نشان می‌دهند که این نقاط کوانتومی راه
خود را به داخل سیتوپلاسم به آسانی پیدا می‌کنند و هیچ تداخلی با تکثیر سلولی
ندارند.

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nano Letters منتشر کرده‌اند.