Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1 - ПЭМ изображение квантовых точек
Рисунок 2 - Схема установки
Рисунок 3 - Спектры поглощения (a) и фотолюминесценции (b) ZnCdSe квантовых точек в растворе и спектр фотолюминесценции квантовых точек в пленке (с).
Спектр фотолюминесценции КТ достаточно узок (ширина на полувысоте 38 нм), что объясняется небольшим разбросом наночастиц по размерам. Его максимум находится в оранжевой области спектра (590 нм). Пик поглощения находится на длине волны 574 нм. При погружении в воду квантовые точки люминесцируют с максимумом на длине волны 593 нм, при этом спектр сильно расширяется (рис.3с).
Рисунок 4 - Сравнение интенсивности спектров люминесценции КТ, погруженных в деионизированную воду (черные квадратики), и погруженных в раствор 20 мг/л Sevin 85% WP.
Рисунок 5 - Зависимость интенсивности фотолюминесценции в зависимости от концентрации пестицидов
Рисунок 6 - Зависимость падения фотолюминесценции КТ (в %) от концентрации пестицидов

Квантовые точки как сенсор на пестициды

Ключевые слова:  квантовая точка, пестицид, сенсор

Опубликовал(а):  Клюев Павел Геннадиевич

16 августа 2011

Ученые из Малайзии исследовали возможность обнаружения пестицидов с помощью квантовых точек ZnCdSe, об этом они сообщили на страницах журнала Advances in Natural Sciences: Nanoscience and Nanotechnology.

Ученые изучили влияние пестицидов с коммерческими названиями Dipel (активный компонент Bacillus thuringiensis, действует на кишечник насекомого и оно погибает), Silven 85% WP (активный компонент carbaryl, используется для борьбы с насекомыми), Water-Dispersable Granules WG (активный компонент acibenzolar) на фотолюминесценцию квантовых точек (КТ) ZnCdSe. Для синтеза КТ использовались гидрат ацетата кадмия (cadmium acetate hydrate, Cd(CH3CO2)2), ацетат цинка (zinc acetate, Zn(O2CCH3)2), октадецен (octadecene, C18H36), триоктилфосфин (tri-n-octylphosphine, TOP), оксид триоктилфосфина (tri-n-octylphosphine oxide, TOPO), селеновый порошок и олеиновая кислота (oleic acid, СН3(СН2)7СН=СН(СН2)7СООН). Сначала путем растворения 16 мг кремниевого порошка в 3 мл ТОР приготовили ТOPSe-прекурсор. Полученный раствор нагрели до 2000 С и выдержали при этой температуре в течение 1 часа, а затем охладили до комнатной температуры. Второй цинк-кадмиевый прекурсор получили путем растворения 27 мг гидрата кадмия ацетата, 20 мг ацетата цинка и 0,8 мг ТОРО в 8,5 мл ТОР, 0,6 мл олеиновой кислоты и 10 мл октадецена. Раствор нагрели до 3500 С. Поддерживая температуру, в горячий раствор цинк-кадмиевого прекурсора добавили 1 мл ТОР-Se прекурсора. По прошествии 5 мин полученные наночастицы ZnCdSe изъяли из раствора, при этом понизив температуру колбы с раствором, чтобы остановить процесс кристаллизации. Синтезированные ZnCdSe очистили центрифугированием со скоростью 4000 об/мин. Очищенный раствор ZnCdSe затем использовался для получения тонких пленок из квантовых точек (о различных методах нанесения можно почитать здесь): 30 мл раствора ZnCdSe нанесли на тыльную поверхность зонда из оптоволокна (ПЭМ изображение на рис.1). Средний размер полученных наночастиц оказался равен 5 нм.

Оптическая схема экспериментальной установки показана на рис.2. В качестве источника излучения использовался диод (403,6 нм, мощность 40 мВт). Спектры фотолюминесценции и оптического поглощения КТ сняли на спектрометрах Perkin-Elmer LS 55 и Perkin-Elmer Lamda 900 UV/VIS/NIR соответственно (рис.3). Учеными было изучено изменение спектра фотолюминесценции квантовых точек при погружении их в водный раствор и раствор с пестицидами. Для этого сравнили интенсивность спектров люминесценции КТ, погруженных в деионизированную воду и в раствор с пестицидами (рис.4). Оказалось, что ширина спектра, его форма и пик от вида пестицида значительно не зависят. Эти параметры определяются размером КТ и их формой. При погружении КТ в раствор с пестицидами происходит лишь небольшое "тушение" интенсивности. "Тушение" спектра объясняется по-разному. Например, форстеровским резонансным переносом энергии (передачей энергии возбуждения между молекулами-хромофорами в ближнем поле за счет диполь-дипольного взаимодействия), или транспортом электронов при контакте молекул пестицида-акцепторов с поверхностью КТ-доноров (соответственно уменьшением вклада электронов КТ в люминесценцию). С увеличением концентрации пестицидов от 2,5 до 2500 мг/л интенсивность спектра фотолюминисценции КТ уменьшается линейно (рис.5). Степень чувствительности КТ к различным пестицидам показана на рис.6 и определяется наклоном кривой к оси абсцисс (чем больше угол между кривой и осью, тем сильнее чувствительность). Ученые считают, что квантовые точки ZnCdSe можно использовать для определения наличия пестицидов в жидкостях.




Комментарии
Юный максималист, 16 августа 2011 17:30 
Павел, не кремниевый порошок, а селеновый.
Se + TOP = TOPSe
Клюев Павел Геннадиевич, 16 августа 2011 19:34 
спасибо!
Юный максималист, 16 августа 2011 17:35 
И вообще не очень ясно, насколько селективен
такой сенсор. Да и зачем так мучаться с
токсичным селеном и кадмием?
Кстати, если в продукте мало пестицидов, но он
хорошо выглядит хранится - он скорее всего ГМО.
Канаев Павел, 16 августа 2011 21:14 
Но ведь есть же и альтернативные способы определения пестицидов
Владимир Владимирович, 17 августа 2011 01:51 
Кремний, селен...
Астроном, агроном... (С)
Малоосмысленные публикации, самопальные безцензурные "журналамеры"...
ВТ-токсин не поймает, да и селективность никакая...

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

 

Околесица.  Нановелосипедик.
Околесица. Нановелосипедик.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Нитрид-борные нанокомпозиты для доставки лекарств. 2D наноматериалы помогут создать портативную искусственную почку. Обзор по cтрейнтронике. Доставка лекарств с помощью борнитридных фуллеренов. Речные фуллерены. Научный хит-парад 2018 по версии APS

Лекция Константина Севернинова: от бактериального иммунитета к геномному редактированию
20 декабря состоялась лекция молекулярного биолога, профессора Константина Северинова.
На лекции обсуждались вопросы: какова природа генетических болезней, и сможем ли мы лечить их в ближайшем будущем; что такое система CRISPR-Cas, и как бактерии используют её для борьбы с вирусами, и как изучение этого необычного механизма привело к созданию мощного инструмента геномного редактирования.

Наносистемы: физика, химия, математика (2018, том 9, № 6)
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/volume9/9-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.