Abstrait

Applications quantiques avancées

  Les CQD/nanodots de carbone sont une classe de remplacement des nanomatériaux de carbone fluorescents dont la taille varie de 2 à 10 nm. La majorité des publications de synthèse publiées ont souligné le potentiel des CQD pour être utilisés dans des applications de bio-imagerie et de détection chimique/biologique (via des processus de production simples et rentables). Cependant, il existe un grave manque de recherches approfondies sur les CQD nouvellement créés (en particulier dopés/co-dopés) qui sont utilisés dans diverses applications. En conséquence, nous avons passé en revue les derniers développements en matière de CQD dopés et co-dopés (utilisant des éléments/hétéroatomes tels que le bore (B), le fluor (F), l'azote (N), le soufre (S) et le phosphore (P)) ainsi que leur processus de production dans cette étude, les conditions de réaction et/ou le rendement quantique (QY), et leurs applications multipotentielles émergentes, notamment l'électricité/l'électronique (telles que les diodes électroluminescentes (LED) et les cellules solaires), l'encre fluorescente pour la lutte contre la contrefaçon, les capteurs optiques (pour la détection d'ions métalliques, de médicaments et de pesticides/fongicides), l'administration de gènes et le sondage de température. Les C-QD qui ont été produits présentent une stabilité colloïdale, photo- et environnementale (pH) élevée et ne nécessitent pas d'étape de passivation de surface pour augmenter la fluorescence. Les C-QD ont une bonne activité PL et une émission qui ne dépend pas de la stimulation. À notre connaissance, aucun C-QD indépendant de l'excitation n'a jamais été synthétisé à l'aide d'une source de carbone naturelle via le processus de pyrolyse [1]. L'influence du temps de réaction et de la température sur la pyrolyse met en lumière la synthèse des C-QD. Afin de donner une explication raisonnable de la genèse du mécanisme PL des C-QD tels que synthétisés, nous avons appliqué des techniques d'apprentissage automatique telles que PCA, MCR-ALS et NMF-ARD-SO. Les approches ML peuvent gérer et analyser des ensembles de données PL massifs, et elles peuvent également identifier la longueur d'onde d'excitation appropriée pour l'étude des PL [2]. Pour résumer, il est souvent noté qu'il existe un nombre considérable d'investigations qui impliquent la préparation et l'optimisation efficaces des CQD dopés et co-dopés. La méthode hydrothermale est beaucoup utilisée dans la synthèse de ces CQD dopés et co-dopés par rapport aux autres méthodes de synthèse. Néanmoins, il existe d'autres pistes à explorer dans le cadre de la préparation et de l'optimisation de ces CQD dopés et co-dopés via différents protocoles de synthèse dans un avenir proche, en comparaison avec les méthodes de préparation de CQD normaux (sans dopage) [3]. De plus, à l'appui des recherches-investigations discutées ci-dessus, une observation claire est que les précurseurs ainsi que le type de méthode de synthèse (y compris les conditions de réaction comme le temps de réponse et/ou la température) et le type de dopage ont un excellent impact sur le rendement quantique (QY) résultant des CQD dopés et co-dopés tels que synthétisés. Cependant, dans de nombreuses études de recherche,Les explications derrière les améliorations dans le QY dans les CQD dopés et co-dopés par rapport aux CQD traditionnels ne sont pas complètement évaluées. Ainsi, dans un avenir proche, il devrait être possible de comprendre clairement le phénomène de photoluminescence inhérent aux CQD dopés et co-dopés [4]. De plus, plus de 85 % des CQD dopés et co-dopés tels que synthétisés ont émis une fluorescence bleue. Par conséquent, les CQD dopés et co-dopés avec des propriétés émissives multicolores sont souvent explorés et par conséquent utilisés dans plusieurs applications à l'avenir. Outre ce qui précède, il a été confirmé que les CQD dopés et co-dopés sont souvent utilisés efficacement dans plusieurs applications, notamment l'électricité/l'électronique (comme les LED et les cellules solaires), l'encre fluorescente pour la lutte contre la contrefaçon, les capteurs optiques (pour la détection d'ions métalliques, de médicaments et de pesticides/fongicides) y compris les portes logiques moléculaires, la livraison de gènes et le sondage de température. Cependant, l'étendue de l'exploitation de ces CQD dopés et co-dopés dans une grande variété d'applications (y compris les applications biologiques) est inférieure à celle des CQD traditionnels et des nanoparticules opposées (par exemple, les nanoparticules d'oxyde de fer super paramagnétiques (SPION)). Sur la base des études susmentionnées, il est souvent conclu que les CQD dopés et co-dopés sont des candidats potentiels pour des applications émergentes [5]. De plus, plus de 85 % des CQD dopés et co-dopés ont produit une fluorescence bleue lors de leur fabrication. En conséquence, les CQD dopés et co-dopés avec des capacités d'émission multicolores sont fréquemment étudiés et, par conséquent, seront utilisés dans une variété d'applications à l'avenir. Outre les applications susmentionnées, il a été confirmé que les CQD dopés et co-dopés sont couramment utilisés dans les domaines électrique/électronique (tels que les LED et les cellules solaires), les encres fluorescentes pour la lutte contre la contrefaçon, les capteurs optiques (pour la détection d'ions métalliques, de médicaments et de pesticides/fongicides), les portes logiques moléculaires, la délivrance de gènes et les sondes de température. Cependant, par rapport aux CQD classiques et aux nanoparticules opposées, le degré d'exploitation de ces CQD dopés et co-dopés dans une large gamme d'applications (y compris les applications biologiques) est bien inférieur.et pesticides/fongicides) y compris les portes logiques moléculaires, la distribution de gènes et le sondage de température. Cependant, l'étendue de l'exploitation de ces CQD dopés et co-dopés dans une grande variété d'applications (y compris les applications biologiques) est inférieure à celle des CQD traditionnels et des nanoparticules opposées (par exemple, les nanoparticules d'oxyde de fer super paramagnétiques (SPION)). Sur la base des études susmentionnées, il est souvent conclu que les CQD dopés et co-dopés sont des candidats potentiels pour des applications émergentes [5]. De plus, plus de 85 % des CQD dopés et co-dopés ont produit une fluorescence bleue lors de leur fabrication. En conséquence, les CQD dopés et co-dopés avec des capacités d'émission multicolores sont fréquemment étudiés et, par conséquent, seront utilisés dans une variété d'applications à l'avenir. Outre les applications susmentionnées, il a été confirmé que les CQD dopés et co-dopés sont couramment utilisés dans les domaines électrique/électronique (tels que les LED et les cellules solaires), les encres fluorescentes pour la lutte contre la contrefaçon, les capteurs optiques (pour la détection d'ions métalliques, de médicaments et de pesticides/fongicides), les portes logiques moléculaires, la délivrance de gènes et les sondes de température. Cependant, par rapport aux CQD classiques et aux nanoparticules opposées, le degré d'exploitation de ces CQD dopés et co-dopés dans une large gamme d'applications (y compris les applications biologiques) est bien inférieur.et pesticides/fongicides) y compris les portes logiques moléculaires, la distribution de gènes et le sondage de température. Cependant, l'étendue de l'exploitation de ces CQD dopés et co-dopés dans une grande variété d'applications (y compris les applications biologiques) est inférieure à celle des CQD traditionnels et des nanoparticules opposées (par exemple, les nanoparticules d'oxyde de fer super paramagnétiques (SPION)). Sur la base des études susmentionnées, il est souvent conclu que les CQD dopés et co-dopés sont des candidats potentiels pour des applications émergentes [5]. De plus, plus de 85 % des CQD dopés et co-dopés ont produit une fluorescence bleue lors de leur fabrication. En conséquence, les CQD dopés et co-dopés avec des capacités d'émission multicolores sont fréquemment étudiés et, par conséquent, seront utilisés dans une variété d'applications à l'avenir. Outre les applications susmentionnées, il a été confirmé que les CQD dopés et co-dopés sont couramment utilisés dans les domaines électrique/électronique (tels que les LED et les cellules solaires), les encres fluorescentes pour la lutte contre la contrefaçon, les capteurs optiques (pour la détection d'ions métalliques, de médicaments et de pesticides/fongicides), les portes logiques moléculaires, la délivrance de gènes et les sondes de température. Cependant, par rapport aux CQD classiques et aux nanoparticules opposées, le degré d'exploitation de ces CQD dopés et co-dopés dans une large gamme d'applications (y compris les applications biologiques) est bien inférieur.