شیمیدان ها در حال بررسی فلورسانس جدید در نانولوله های کربنی هستند


شیمیدانان دانشگاه رایس سطح دوم فلورسانس را در نانولوله های کربنی تک جداره کشف کرده اند. هنگامی که مولکولهای اکسیژن برانگیخته در حالت یکپارچه با نانولوله ها برهمکنش می کنند ، فلورسانس تحریک می شود و باعث می شود که اکسیتون ها حالت های سه گانه ای ایجاد کنند که به یکتایی فلورسنت تبدیل می شوند. اعتبار: دانشگاه چینگ وی لین / رایس

این واقعیت که نانولوله های کربنی فلورس می کنند دیگر جای تعجب ندارد. یافتن سطح دوم فلورسانس تعجب آور و بالقوه مفید است.

چگونه کار می کند؟ صبر کن.

بروس ویسمن ، استاد شیمی در آزمایشگاه دانشگاه رایس که در سال 2002 کشف پیشگامانه فلورسانس نانولوله را بر عهده داشت ، دریافت که نانولوله های تک جداره هنگام تحریک توسط یک محلول چند مرحله ای در محلول محلول با مولکول های موجود ، فلورسانس ثانویه تأخیری منتشر می کنند. اکسیژن.

این تاخیر فقط میکروثانیه است ، اما کافی است با کمی تلاش تشخیص داده شود.

این فرآیند پیچیده توسط ویسمن ، نویسنده اصلی و فارغ التحصیل برنج ، چونگ وی لین ، و دانشمند سرگئی باچیلو به طور مفصل توصیف شده است. مجله انجمن شیمی آمریکا.

این واکنش هنگامی آغاز می شود که نور یک محلول حاوی رنگی به نام گل بنگال را تحریک می کند. مولکول های اکسیژن محلول در محلول با جذب انرژی از رنگ ، یک فرم O2 با انرژی ایجاد می کنند. آنها سپس انرژی خود را به نانولوله ها منتقل می کنند ، جایی که اکسیتون ها – نیمه ذرات ساخته شده از الکترون و حفره های الکترون – در حالت سه گانه تولید می شوند. با کمی انرژی گرمایی اضافه شده ، این اکسیتون ها به حالت منفرد با انرژی بالاتر ، که از فلورسانس مشاهده شده ساطع می شود ، افزایش می یابند.

ویسمن گفت: “ما چندین سال است که در حال بررسی اثرات جالب توجهی در مورد نانولوله ها و اکسیژن هستیم.” “ما چیزهای زیادی را می توانیم اتفاق بیفتیم ، از اثرات فیزیکی مانند این انتقال انرژی یا خنک کننده برگشت پذیر فلورسانس ، تا تحریک واکنش های شیمیایی بین نانولوله ها و DNA. بنابراین این مطالعه بخشی از یک برنامه تحقیقاتی بزرگتر بود.”

ویسمن گفت ، توانایی آنها در تحریک مولکول های اکسیژن محلول ، محققان را بر آن داشت تا درک کنند که این امر چگونه بر نانولوله های همسایه تأثیر می گذارد.

وی گفت: “ما با تحریک یک مولکول رنگ با نور مرئی اکسیژن واحد تولید می کنیم و سپس اکسیژن رنگ را غیرفعال کرده و خود را تحریک می کند.” “این ایده از دهه های گذشته در فیزیو فتوزیک به وجود آمده و بسیار متعارف است. نکته غیرمعمول در اینجا این است که اکسیژن واحد با نانولوله ارتباط برقرار می کند و باعث تحریک مستقیم در حالت سه قلو در لوله می شود. این حالت های سه گانه کاملاً گریزان است.

ویسمن گفت: “حالت های سه گانه مولکول های آلی طولانی ترین حالت های برانگیخته هستند.” “عمر آنها بیشتر از هیجانات یکپارچه است ، بنابراین آنها می توانند به اندازه کافی دور هم آویزان شوند و به چیز دیگری برخورد کنند و واکنش های شیمیایی نشان دهند.

وی گفت: “اما از آنجا که حالت های سه گانه نانولوله ها نور منتشر نمی کنند و مستقیماً نور را به خوبی جذب نمی کنند ، مطالعه آنها دشوار است و اطلاعات زیادی در مورد آنها شناخته نشده است.” “آنچه ما انجام می دادیم تلاش برای درک بهتر آنها بود.”

فعال سازی فلورسانس هنوز به یک مرحله اضافی نیاز دارد. ویسمن گفت: “فقط با تحریک حرارتی تصادفی در محیط اطراف خود می توان این بچه ها را گاهی به حالت منفرد روشن لگد زد و سپس به شما گفت که آنها آنجا هستند و یک فوتون را می پاشند.”

از آنجا که حالت سه گانه می تواند حدود 10 میکروثانیه طول بکشد ، این تابش تبدیل شده را فلورسانس تأخیری می نامند.

محققان باید راهی برای کشف اثر نسبتاً ضعیف در برابر پس زمینه فلورسانس اولیه درخشان نانولوله ها پیدا می کردند. ویسمن گفت: “این مانند این بود كه بخواهیم به محض كور شدن یك جسم مبهم توسط یك فلاش دوربین درخشان ، آن را ببینم. “ما مجبور شدیم ابزار خاصی پیدا کنیم.”

یک دستگاه “اساساً یک شاتر مکانیکی سریع” است که طی یک فلاش روشن طیف مادون قرمز را با امواج کوتاه (SWIR) پوشش می دهد و سپس به سرعت باز می شود ، چیزی شبیه به یک دوربین معکوس که به مدت هفت میکرو ثانیه از حالت پوشیده باز می شود. وی گفت ، دستگاه دیگر یک آشکارساز حساس است که توسط یک سیگنال الکترونیکی تحریک می شود و میزان ناپدید شدن انتشار با گذشت زمان را اندازه گیری می کند. وی گفت: “هر دو سیستم توسط Ching-Wei ساخته شده است ، كه یك آزمایشگر عالی است.”

وایزمن و همکارانش از جمله فلورسانس نانولوله در فناوری تصویربرداری پزشکی و در پوست هوشمند مبتنی بر نانولوله برای اندازه گیری تنش های سطحی ، از جمله موارد دیگر استفاده کرده اند. وی گفت که کشف جدید می تواند در نهایت به Optoelectronics و انرژی خورشیدی راه یابد.

ویسمن گفت: “هیچ قدم مستقیمی برای خواندن این كسی و ساخت یك دستگاه جدید و كارآمدتر وجود ندارد.” “اما این دانش بنیادی در مورد فرآیندها و خصوصیات ، بنیادی است که فناوری های جدید بر اساس آن ساخته می شوند.”


نانو کریستال های لانتانید اکسیتون های سه گانه مولکولی را روشن می کنند


اطلاعات بیشتر:
چینگ وی لین و همکاران ، تأخیر در فلورسانس نانولوله های کربنی توسط اکسیتون های سه گانه حساس به اکسیژن ، مجله انجمن شیمی آمریکا (2020) DOI: 10.1021 / jacs.0c10557

تهیه شده توسط دانشگاه رایس

نقل قول: شیمی دانان به فلورسانس جدید در نانولوله های کربنی نگاه می کنند (2020 ، 4 دسامبر) ، در تاریخ 4 دسامبر سال 2020 از https://phys.org/news/2020-12-chemists-peek-fluorescence-carbon-nanotubes بازیابی می شود. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور تحقیق خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.




منبع: moshaverh-news.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*