Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
ТЕМ изображение графенового листа и квантовых точек. Внизу показано изменение межплоскостного расстояния (XRD) и ИК спектров при окислении и восстановлении
(а) Возникновение новой полосы поглощения, (b) зависимость спектров люминесценции от длины волны возбуждения, (c) спектры возбуждения и (d) зависимость интенсивности люминесценции от рН.
Предложенный механизм образования квантовых точек: разрыв зигзагообразной эпоксидной границы приводит к возникновениюhttp://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.200902825/abstract нового сигма-уровня.

Графен еще и люминесцирует

Ключевые слова:  графен, люминесценция

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

26 декабря 2010

Уже несколько лет не спадает интерес к графену, который волей - неволей оказывается связан с обилием различных потенциальных применений этого материала благодаря его потрясающим электрическим, термическим и механическим свойствам. Ни для кого не секрет, что происхождение многих из этих свойств связано с размерными эффектами, а превращение графеновых листов в наноленты, то есть ограничение по еще одному размеру, приводят не только к возникновению новых эффектов, но и к простоте их потенциального использования в наноустройствах: как-никак, графеновые листы микронного размера довольно велики. Но существующие сегодня методы разрезания графеновых листов неэффективны и требуют замены.

Попытки решении этих проблем привели к неожиданным результатам: ученые предложили не ограничивать свой интерес нанолентами, а ввести и третье "ограничение" по размеру (точнее, по размерности): получить "графеновые квантовые точки" (то есть небольшие кусочки графеновый слоев). Но пока одни изучают их электронные свойства, другие заняты разработкой простых методов их получения, а заодно и оптическими свойствами.

Предложенный простой метод основан на гидротермальном подходе. Графеновые листы (точнее, их какую - никакую пачку), полученные восстановлением листов оксида графена, снова окисляли концентрированными азотной и серной кислотами, при этом межплоскостное расстояние с 3.64 А (по сравнению с 3.34 А в графите) возрастало до 3.85 А. Инфракрасная спектроскопия продемонстрировала возникновение С=О/СООН, ОН и С-О-С-групп, что сделало листы растворимыми в воде.

При гидротермальной обработке при 200 градусах по Цельсию происходили заметные изменения: во-первых, межплоскостное расстояние снова уменьшалось до 3.43 А, что говорит о восстановлении. Это подтверждают и данные XPS, XRD и КР спектроскопии. Во-вторых, существенно изменялся размер частиц: в процессе обработки листы графена разрывались по окисленным (эпоксидным) цепям (Рис. 3 а, схема процесса), что приводило к образованию квантовых точек размером 5-13 нм. Их толщина составляла 1-3 слоя (более 85% частиц).

И самое удивительное: в спектре поглощения кроме типичного пика при 230 нм, соответствующего п-п* переходу, появился дополнительный пик при 320 нм. При возбуждении же частиц УФ светом они и вовсе начали люминесцировать.

Люминесцентные свойства и дали ответ о природе графеновых квантовых точек. Так, максимум люминесценции при смещении длины волны возбуждения с 320 до 420 нм смещается с 430 нм до 500 нм, а при изменении рН заметно меняется интенсивность люминесценции. Кроме того, в спектре возбуждения наблюдается два сигнала: 320 нм, отвечающий соответствующему поглощению, и 257 нм, который, по-видимому, не виден на спектре поглощения, поскольку скрывается за интенсивным поглощением при 230 нм. Таким образом, люминесценция не связана с обычно наблюдаемым п-п* переходом, а с каким-то новым, а именно он возникает из-за появления зигзагообразной границы и сопутствующими эффектами.

Открытие люминесценции графеновых квантовых точек еще больше расширяет возможность использования этого материала: это биологические метки и - а почему бы и нет? - оптоэлектроника. Потенциально...


Источник: Adv. Mat.



Комментарии
Владимир Владимирович, 27 декабря 2010 03:04 
Еще как забавно!
Конечно, "квантовая точка" двухмерного материала - это просто круто и совсем не хорошо изученная конденсированная полиароматика с ее флюоресценцией (и эксиплексами)... Зигзаги, ага!
конденсированная полиароматика с ее флюоресценцией

так ведь уже была эта новость, только под другим названием (сравните зависимость люминесценции от рН на рис.2 тут и рис.6 там)
Палии Наталия Алексеевна, 27 декабря 2010 11:54 
Александр Борисович, в той новости (Знакомьтесь: GO) приводились работы других авторов (правда тоже, китайских, + корейских), напечатанные в других журналах. Т.е. в разных исследовательских лабораториях получены аналогичные результаты (поэтому, есть основания считать их вполне достоверными)
Палии Наталия Алексеевна, 27 декабря 2010 11:56 
А графен уже легируют азотом (Jian Ru Gong and co-workers from the National Center for Nanoscience and Technology and Chongqing University in China have now demonstrated an efficient n-doping approach involving nitrogen atoms.)
и еще проявляет интересные магнитные свойства - Ferromagnetism: Graphene on the edge (The ribbons displayed the characteristic hysteresis loops of ferromagnetism, and the researchers found that the resistance across the sample dropped by 35% when subject to an external magnetic field — a clear indication of a spin-valve effect.)
Наталия Алексеевна,
"под другим названием" - имелось ввиду объект. То, что в этом примере называют "графеновые квантовые точки", в другой статье с аналогичными рисунками называют "оксидом графена" (графита). Вопрос: какая конденсированная полиароматика изучалась?
Владимир Владимирович,

да, мне термин тоже понравился, посчитала, насколько это далеко от полиароматики - все-так, далеко... Так что имеет право быть :)

Александр Борисович,

да, люди явно те же, но в той статье пишут что-то странное: квантовая точка и ОГ - совершенно разные вещи, собственно, люминесценция происходит в восстановленных точках, а окисление нужно только для того, чтобы лист рвался легко гидротермально.
Палии Наталия Алексеевна, 30 декабря 2010 12:11 
А из графена еще и радиоприемничек смастерили Engineers Build Radio Receiver Out Of Graphene
Аркадий, 04 января 2011 21:52 
Вся эта полиароматика относится к химии красителей, в частности антрахиноновых, поэтому цвет и флуоресценция этих структур вполне обычное с точки зрения химии красителей явление.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Многослойный мир
Многослойный мир

Приглашение на международную конференцию «Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем»
НТ-МДТ Спектрум Инструментс совместно с НИТУ «МИСиС» и компанией ICAPPIC рады пригласить Вас на международную школу-конференцию «Сканирующая зондовая микроскопия для биологических систем» 27-28 ноября 2019 года

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Заочный тур по комплексу предметов наноолимпиады открыт
Опубликованы задания заочного тура для школьников 7 - 11 классов по комплексу предметов "химия, физика, математика, биология" XIV Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!".

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.