| 쑤저우생물의학공정기술연구소, 전기화학법으로 탄소양자점 합성 | ||
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 최근, 중국과학원 쑤저우(蘇州)생물의학공정기술연구소 왕비더우(王弼陡) 연구팀은 전기화학법으로 탄소양자점을 합성하는데 성공하였다. 관련 성과는 J. Mater. Chem. A (2015, 3, 15068-15073)에 발표되었다. 탄소양자점(carbon quantum dot)은 새로운 형광 탄소나노재료이며, 최근 몇 년간 많은 관심을 받고 있었다. 탄소 양자점의 입경은 몇 나노미터밖에 안되며 내부는 sp2 구조의 탄소 원자로 조성되었고 외부는 sp3 구조의 탄소 원자로 조성되었다. 그 표면은 카르복실기, 히드록시기 등 작용기(Functional Group)를 함유하여 수용액에서 안정적으로 분산할 수 있다. 탄소 양자점은 양호한 형광 성능과 생체적합성으로 인하여 생물 센서, 생물 영상 등 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 연구팀은 무수에탄올과 증류수를 일정한 비율로 혼합한 후 무기알칼리(Inorganic alkali)를 첨가하여 전해액으로 배합하였다. 다음 두 조각의 백금 전극에 양극과 음극을 연결시키고 전해조에 직류 전기를 가하여 전기화학 반응을 진행하였다. 전해 과정이 진행됨에 따라 무색용액은 점진적으로 황색으로 변하였다. 마지막에 투석 등 방법으로 분리하여 탄소양자점을 얻었다. 연구 결과, 해당 탄소 양자점 크기는 약 4-5 nm이며 화학성질이 안정적이고 형광 효율이 높다. 이 외, Fe3+와 탄소 양자점 표면의 페놀성 히드록시기가 특이한 상호 작용이 존재함으로 인해, 형성한 복합물질은 탄소 양자점의 여기상태 전자 전이를 촉진할 수 있으며, 형성한 전자-구멍 재결합은 형광 담금질을 초래하였다. 해당 원리에 기반하여 합성한 탄소 양자점을 직접 Fe3+의 검출에 이용할 수 있다. 또한 환경 모니터링과 생물 시스템의 검출 분야에도 응용할 수 있다. 정보출처 : http://www.cas.cn/syky/201507/t20150721_4400805.shtml |
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