Kuantum Noktalarda Artan Stabilite
Kuantum noktaların araştırmalarında, yeterince küçük yarı iletken nanokristaller, kuantum mekaniksel özellikler sergiler ve ayrıca heyecan verici bir gelişmeyle, biyo-görüntüleme, fotonik, optoelektronik uygulamalarında giderek artan bir şekilde kullanılmaya başlandı. Bilim insanları, Toyohashi Teknoloji Üniversitesi, Ulusal Teknoloji Enstitüsü ve Japonya Kurume Koleji öncülüğündeki ekip, çevre dostu yöntemlerle kuantum noktaların yüzeylerini kimyasal olarak değiştirerek stabilitesini iyileştirdi.
Bu çalışmada, yeni süperkritik sıvı destekli, çevresel olarak zararsız olan proses, stabilitesi sağlanmış lüminesan malzemelerin üretilmesi için açıklandı. Bu makale ‘Süperkritik CO₂’nin dispersiyon polimerizasyonu ile polimetilmetakrilat-ZnO nanopartikül kuantum nokta kompozitlerin oluşumu’ The Journal of Supercritical Fluids’de geçtiğimiz günlerde yayınlandı. Ekip, fotolüminesans özelliklerin gerekli olduğu önemli uygulamalar için CO₂’i kullanarak yüksek lüminesan yarı iletken nanopartiküllerin polimer matrikse immobilizasyonunu gerçekleştirdi. Kuantum noktaların polimerik matrikse baskılanması stabiliteyi arttırdı ayrıca yığın oluşumunu engelledi.
Şimdiye kadar sorun, yüzey kimyasal modifikasyonların büyük hacimde organik çözücülere ihtiyaç duymasıdır, bunun da çevreye zarar verdiği anlaşılmaktadır. Bu konuyla ilgili süperkritik akışkanlar (SCF) temelli polimer-nanopartikül sentez çalışmaları denenmiştir.Süperkritik CO₂, ucuz, kolay elde edilebilen, çevre için güvenli ve yanıcı olmadığı için SCF ortamı olarak en çok tercih edilendir.
Japon ekibi süperkritik CO₂ kullanarak, lüminesan ZnO kuantum noktalardan nanopartikül kompozitlerin oluşumunu ve süperkritik CO₂’in dispersiyon polimerizasyonu ile polimerleşmesini göstererek, nanoyapılı malzeme oluşumunu gerçekleştirdi. Kuantum noktaların, süperkritik CO₂ destekli yüzey modifikasyonunda, kuantum noktalar polimer matriksinde iyi bir şekilde dağıldı ve gerekli yüksek lüminesan özelliği de gösterdi.
Ayrıca lüminesan kuantum noktalar süperkritik CO₂ ile bastırıldığında, kuantum noktaların yüzey yapısı süperkritik CO₂ tarafından hasar gördüğü için fotolüminesans özellikleri ile ilgili sorun ortaya çıkmıştır. Ancak, araştırmacı Kiyoshi Matsuyuma, polimerlerle süperkritik CO₂ destekli yüzey modifiksyonu kullanılarak yüksek lüminesan PMMA-ZnO kompozit kuantum noktaların elde edilmesi için silika ile kaplanmasıyla kuantum noktaların kırılmasının önlenebileceğini belirtti.
Kaynak : materialstoday.com
