Points quantiques
Toute mise en œuvre réussie de structures quantiques, motivée par leurs propriétés électroniques et optiques - qui diffèrent de celles de particules plus grandes - repose sur la fabrication contrôlée de points quantiques ainsi que sur une compréhension approfondie de leurs propriétés physiques. La synthèse assistée par micro-ondes avec les instruments Anton Paar est utilisée dans la recherche sur les points quantiques pour la synthèse de nanoparticules uniformes avec une distribution de taille étroite, qui peuvent être utilisées dans de nombreuses applications différentes.
Synthèse de points de carbone pour la protection des cultures
Montage expérimental
Un flacon G10 a été chargé avec de l'imine de polyéthylène et un mélange 4:1 de chloroforme et de méthanol. Le flacon a été scellé et soumis à un chauffage. La température cible a été atteinte en 5 minutes. Après refroidissement, le solvant a été évaporé sous un flux d'azote et le résidu a été redispersé dans l'eau. Le chloroforme restant a été éliminé par centrifugation et le pH de la phase aqueuse a été ajusté à 8 avec de l'HCl (4N). Puis, le volume final a été ajusté à 5 mL avec de l'eau et la dispersion a été conservée à température ambiante jusqu'à une utilisation ultérieure.
Résultats et discussion
Des polyéthylénimines ramifiées de différents poids moléculaires ont été utilisées pour générer des points de carbone dopés à l'azote fluorescents. Le précurseur de polyéthylène imine a servi de source de carbone pour les nanoparticules et de source d'azote pour la in-situ passivation de surface des points de carbone. La taille des points de carbone obtenus était corrélée au poids moléculaire du substrat. Les nanoparticules résultantes ont été utilisées dans la formulation pour délivrer avec succès de l'ARN interférent dans des plantes de tabac et de tomate. Les points de carbone fonctionnalisés par des amines se sont révélés être un outil prometteur pour le silençage des gènes chez les plantes.Informations complémentaires
Instruments :Source: S. H. Schwartz et al., Physiologie Végétale. 2020, 184, 647-657 Entrée de la base de données d'application:
Synthèse de points quantiques en carbone dopés à l'azote fluorescents pour dispositifs optoélectroniques
Introduction
Les points de carbone ont suscité un intérêt considérable au cours de la dernière décennie en raison de leur haute solubilité dans l'eau, de leur faible toxicité et de leurs remarquables propriétés photoluminescentes. Ils peuvent être facilement accessibles par la conversion de biomasse facilement disponible sous diverses conditions de réaction. L'irradiation par micro-ondes fournit une méthode de carbonisation hydrothermale simple et économique pour générer des nanomatériaux précieux à partir de ressources renouvelables. L'influence de la concentration d'amidon et de la température de réaction sur les propriétés fluorescentes a été étudiée.Montage expérimental
Dans un flacon G30, l'amidon de pomme de terre fraîchement isolé a été suspendu dans l'eau. Le chlorure d'or (III) trihydraté a été ajouté et le flacon a été soumis à une irradiation micro-ondes. Après refroidissement, le mélange a été filtré à travers une membrane microporeuse et les points de carbone en poudre souhaités ont été obtenus après lyophilisation pendant 2 jours. La caractérisation structurale a été réalisée par microscopie électronique à transmission, spectroscopie photoélectronique à rayons X et spectroscopie FTIR.
Résultats et discussion
Différentes conditions de réaction avec des températures allant de 180 °C à 220 °C pendant 10 min à 50 min ont été évaluées avec des concentrations d'amidon de 0,3 à 5 mg/mL, pour optimiser le processus et obtenir les meilleures propriétés de fluorescence. Les points de carbone dopés à l'azote photoluminescents résultants avec une émission bleue brillante à 360 nm ont révélé une adéquation remarquable en tant que phosphores pour les dispositifs optoélectroniques, et ont été utilisés pour préparer des LED blanches.Informations complémentaires
Instruments :Source: J.-X. Zheng et al., Nouveaux matériaux en carbone. 2018, 33, 276-288 Entrée de la base de données d'application :
Ferromagnétisme dans des points quantiques dopés aux métaux de transition
Introduction
Les semiconducteurs oxydes magnétiques dilués dopés par des métaux de transition (DMOS) sont considérés comme des matériaux prometteurs pour les dispositifs spintroniques. L'effet du dopant manganèse sur les propriétés magnétiques des points quantiques d'oxyde d'étain a été étudié pour mieux comprendre l'origine et le contrôle du ferromagnétisme dans ces nanomatériaux. L'irradiation par micro-ondes a été choisie comme technologie de chauffage car elle est bénéfique pour la formation de nanoparticules uniformes avec une distribution de taille étroite.Montage expérimental
Le chlorure de manganèse et le chlorure d'étain(IV) ont été dissous dans H2O/EtOH (1:1) et mélangés en conséquence pour atteindre les rapports métalliques requis. Le sulfate de dodécyle de sodium a été ajouté et la solution précurseur a été préchauffée dans un bain d'huile à 60 °C pendant 30 min. Ensuite, une solution d'ammoniaque aqueuse a été ajoutée sous agitation pour ajuster le pH à 12, et le mélange a été soniqué pendant encore 30 min. Un liner en PTFE de 100 mL a été chargé avec le mélange prétraité et immergé dans la veste de pression. Le récipient de réaction a été scellé et placé dans le rotor, qui a été fermé et soumis à un chauffage par micro-ondes. Après refroidissement, le précipité formé a été filtré et lavé avec de l'EtOH et de l'eau. Puis les particules ont été centrifugées et séchées à 80 °C.
Résultats et discussion
Le chauffage au micro-ondes permet une synthèse contrôlée de nanoparticules uniformes. La technique de synthèse rapide et contrôlée a facilité le contrôle de la composition et de la microstructure des nanoparticules. La teneur en dopant de manganèse (variant de 2 à 10 mol%) a influencé les propriétés ferromagnétiques des nanoparticules résultantes. Un contenu en manganèse plus élevé a entraîné un ferromagnétisme plus fort. Les points quantiques préparés ont été caractérisés par diffraction des rayons X en poudre, spectroscopie Raman, microscopie électronique de transmission et spectroscopie de perte d'énergie des électrons.Informations complémentaires
Instruments :- Multiwave PRO (prédécesseur de Multiwave 5000) avec Rotor 16HF100
Source: D. Manikandan, et al., Phys. Chem. Chem. Phys. 2018, 20, 6500-6514 D. Manikandan, et al., J. Phys. Chem. C 2019, 123, 3067–3075 Entrée de la base de données d'application :
Synthèse de nanoparticules luminescentes pour dispositifs optoélectroniques
Introduction
Les points quantiques pour les dispositifs optoélectroniques sont des espèces très attractives dans la recherche sur les nanomatériaux. Étant donné que les méthodes de synthèse conventionnelles sont plutôt longues, des alternatives rapides utilisant l'irradiation micro-ondes sont largement à l'étude. L'irradiation par micro-ondes permet un réglage immédiat des conditions de réaction et une enquête subséquente sur les nanoparticules obtenues pour des changements dans leurs propriétés physiques.Montage expérimental
Le précurseur de sélénium a été préparé en dissolvant de la poudre de sélénium et du trioctylphosphine dans de l'octadécène à 250 °C sous atmosphère inerte. De même, le précurseur de cadmium a été préparé en dissolvant l'oxyde de cadmium dans de l'octadécène à 300 °C sous atmosphère inerte. Dans une boîte à gants, un flacon G30 a été chargé avec 10,6 mL de précurseur de Cd et 1 mL de précurseur de Se. Le flacon a été scellé, transféré au réacteur à micro-ondes et soumis à une irradiation micro-ondes. Après refroidissement, le mélange a été dilué avec de l'acétone et centrifugé. Les particules ont été séparées, resuspendues dans du toluène et centrifugées à nouveau. Les particules ont été stockées en suspension de toluène sous atmosphère inerte jusqu'à une utilisation ultérieure.
Résultats et discussion
Les points quantiques souhaités ont été générés à différentes températures (150 °C à 280 °C) et temps de réaction (0,5 à 5 min), pour étudier la croissance des particules et les propriétés résultantes. Avec l'augmentation de la température de réaction, un décalage vers le rouge significatif de la luminescence émise a été observé. De plus, le diamètre des particules est passé d'environ 4,5 nm à 7 nm en passant de 150 °C à 280 °C. Puisque la taille des points quantiques est liée à la bande interdite, cela permet un réglage facile des propriétés optiques pour adapter les nanoparticules en fonction de leur application prévue.Informations complémentaires
Instruments :Source : D. Thomas et al., J. Nanomatér. 2020, 5056875 Entrée de la base de données d'application :
