Language
Country/Area
No result found
중금속의 그림자: 연구자들이 카드뮴이 없는 양자점을 찾기 위해 서두르는 이유는 무엇입니까?
양자점(QD)은 10나노미터보다 작은 반도체 나노입자이며 독특한 광학 흡수 및 광발광 특성으로 인해 가치가 높습니다. 이러한 나노입자의 형광 방출 피크는 직경에 따라 크기에 따라 달라집니다. 일반적인 양자점 재료에는 카드뮴 계열(예: CdTe, CdSe, CdS), 인듐 계열(예: InP, InAs) 및 납 계열(예: PbSe, PbS)이 포함됩니다. ). 기다리다. 그러나 대부분의 상업용 양자점은 여전히 카드뮴 함유 제품을 기반으로 하며 카드뮴 이온이 생물체에 미치는 독성이 널리 주목을 받고 있습니다. 환경과 건강에 대한 인식이 높아짐에 따라 2010년대부터 많은 연구자들이 무카드뮴 양자점(CFQD) 개발에 집중하기 시작했습니다.
무카드뮴 양자점의 응용 및 전망
카드뮴이 없는 양자점의 개발로 도핑된 아연-황/아연-셀레늄 양자점, 그래핀 양자점, 실리콘 양자점과 같은 많은 신소재가 낮은 독성과 높은 안정성을 입증하여 생물학적 응용을 위한 이상적인 대안이 되었습니다. . 맛. 이러한 카드뮴이 없는 양자점은 표적 세포 및 조직의 이미징과 DNA/펩타이드 기능화된 양자점을 사용한 정밀한 약물 전달 모니터링에 사용할 수 있습니다. 연구자들은 안정적인 형광 라벨을 통해 공초점 현미경 및 다광자 현미경과 같은 다양한 이미징 기술을 사용하여 더 높은 해상도와 더 나은 생체적합성으로 세포와 조직 구조를 관찰할 수 있습니다.
카드뮴 없는 양자점의 유연성은 금속 나노입자, 방사성 라벨, 라만 태그 등 다른 시약과 결합하여 다중 모드 이미징을 달성할 가능성에도 반영됩니다.
또한 설계된 무카드뮴 양자점은 비침습적 치료 및 진단(예: 치료진단학)을 위한 나노 플랫폼 역할을 할 수 있는 잠재력도 가지고 있습니다. 최근 몇 년 동안 차세대 태양전지 및 디스플레이 응용 분야에서 무카드뮴 양자점의 잠재력이 과학 연구계의 주목을 끌었습니다. 이러한 신소재의 발견과 적용은 양자점에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으킬 수 있습니다.
카드뮴 없는 양자점은 의학에 혁신을 가져옵니다
생물의학 분야가 발전함에 따라 과학자들은 암을 치료하는 새로운 방법을 끊임없이 찾고 있습니다. 전통적인 화학요법은 모든 범위의 독성 화학물질을 사용하지만, 질병 증상의 치료는 종종 표적을 벗어난 부상을 동반합니다. 따라서 보다 효과적이고 독성이 없는 대안을 찾는 것이 시급한 과제가 되었습니다. 이런 점에서 무카드뮴 양자점은 큰 잠재력을 보여줍니다.
샌프란시스코 캘리포니아 대학의 마이클 세일러(Michael Sailor)와 그의 팀은 의사가 내부 장기를 검사할 수 있을 만큼 밝게 빛날 수 있는 카드뮴 없는 양자점을 최초로 개발했습니다. 풀어 주다.
이번 연구의 핵심은 이러한 양자점이 체내에서 분해될 때 생성되는 규산이 인체에 무해하며 뼈와 조직의 성장을 돕는다는 사실에 사용된 실리콘 웨이퍼 소재에 있습니다. 새로운 방향을 열어드립니다.
기술적 사례 및 적용
무카드뮴 양자점의 실용화에는 다양한 소재 개발도 포함됩니다. 예를 들어, 아연-황 양자점은 식품 독소, 특히 간부전을 유발하는 독소인 아플라톡신-B1을 검출하는 데 사용되었습니다. 잘 설계된 아연-황 양자점은 환경 오염 물질을 효과적으로 감지할 수 있을 뿐만 아니라 광촉매 반응에서 나프탈렌 및 기타 유해 분자와 같은 산업 오염 물질을 분해하는 데에도 사용할 수 있습니다.
CuInS2와 같은 인듐을 기반으로 하는 또 다른 유형의 무카드뮴 양자점은 안전한 형광 라벨로 입증되었으며 근적외선 영역에서 빛을 방출할 수 있습니다.
이러한 유형의 양자점은 항암제를 방출하는 데에도 탁월한 성능을 발휘합니다. 연구에 따르면 이러한 양자점은 항암제를 방출하는 동시에 암세포에 대한 실시간 영상을 제공하고 독성이 낮은 세포에 영향을 줄 수도 있는 것으로 나타났습니다.
또한 실리콘 퀀텀닷 역시 가치가 높은 옵션입니다. 이는 광화학 및 생물학적 응용 분야에 사용될 수 있으며 일부 실험에서는 태양 전지의 에너지 변환 효율을 향상시키기도 했습니다. 실리콘 양자점은 다양한 화학적 조건에서 안정적으로 빛을 방출할 수 있어 생화학적 검출에 다양한 가능성을 보여줍니다.
종말 생각
요컨대, 환경 보호와 건강에 대한 요구가 높아지면서 카드뮴 없는 양자점의 개발은 과학기술의 한 단계 발전일 뿐만 아니라 미래 의학의 탐구이기도 합니다. 이러한 새로운 자료는 우리의 삶과 치료의 방향에 어떤 영향을 미칠 것인가? 우리가 고려하고 기대할만한 가치가 있는가?
