Углеродные точки - замена квантовых точек в светоизлучающих технологиях - «Наука и технологии»

Исследователи из корейского Института науки и передовых технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) синтезировали "пакеты" из наночастиц, известных под названием углеродных точек, наночастиц, способных излучать свет сразу с несколькими различными длинами волн. Более того, исследователи обнаружили, что показатель дисперсии (расстояние между ближайшими углеродными точками) влияет на интенсивность и цвет излучаемого света. Это открытие, в свою очередь, позволит ученым разработать технологии управления углеродными точками и создать на их базе высококачественные дисплеи следующего поколения, осветительные приборы, датчики и т.п.

Отметим, что ученые уже достаточно давно занимаются исследованиями в направлении использования наночастиц, способных излучать свет. Эти наночастицы, известные под названием квантовых точек, изготавливаются из различных материалов, содержащих фосфор и некоторые другие не очень полезные для людей и окружающей среды элементы, такие, как тяжелые металлы. Углеродные точки, являющиеся разновидностью квантовых точек, имеют практически нулевую токсичность, обладая при этом рядом весьма интересных оптических свойств.

Одним из самых примечательных оптических свойств углеродных точек является их способность к одновременному излучению света с различными длинами волн. При этом, такое многоцветное излучение от частицы может стимулироваться единственным внешним источником, более того, при определенных условиях, единственная наночастица может стать источником стабильного белого света, излучая свет соответствующих цветов и интенсивности.

Как уже упоминалось выше, на фотолюминесценцию углеродных точек оказывает большое влияние концентрация частиц (количество частиц на единицу площади). При увеличении концентрации частиц происходит увеличение эффектов от их взаимного влияния, что вносит характерные изменения в суммарный поток излучаемого света. К сожалению, процессы и механизмы этого взаимного влияния еще пока не изучены и в большей части непонятны ученым.

На этот счет пока существует несколько теорий, в одной из которых фигурируют водородные связи, которые влияют на оптические свойства частиц. И в ближайшем будущем корейские исследователи планируют заняться изучением данного вопроса, что в перспективе позволит создать технологии управления оптическими свойствами "пакетов" углеродных точек.

"Во время предыдущих исследований углеродных точек мы каким-то образом пропустили зависимость их фотолюминесценции от концентрации частиц, расстояния между ближайшими частицами" - пишут исследователи, - "Теперь же, когда эта особенность была найдена и изучена в некоторой степени, у нас появилась возможность использования этого во множестве областей, в которых требуются микроскопические и стабильные регулируемые источники света".