נקודות קוונטיות בטוחות יותר ברפואה ובטיהור מים

מר 20, 2024

(חדשות Nanowerk) פרס נובל לכימיה לשנת 2023 התמקד נקודות קוונטיות - עצמים כל כך זעירים, שהם נשלטים על ידי הכללים המוזרים והמורכבים של פיזיקת הקוונטים. נקודות קוונטיות רבות המשמשות באלקטרוניקה עשויות מחומרים רעילים, אך מקבילותיהן הלא-רעילות כעת מפותחות ונחקרו לשימוש ברפואה ובסביבה. צוות אחד של חוקרים מתמקד בנקודות קוונטיות מבוססות פחמן וגופרית, משתמש בהן כדי ליצור דיו בלתי נראה בטוח יותר ולסייע בניקוי אספקת מים. החוקרים יציגו את תוצאותיהם היום במפגש האביב של האגודה האמריקאית לכימיה (ACS). ACS Spring 2024 הוא מפגש היברידי המתקיים באופן וירטואלי ובאופן אישי בין 17-21 במרץ; הוא כולל כמעט 12,000 מצגות במגוון נושאים מדעיים.

[תוכן מוטבע]

נקודות קוונטיות הן מוליכים למחצה סינתטיים ננו-גבישים שפולטות אור. הם משמשים ביישומים כגון צגי אלקטרוניקה ותאים סולאריים. "נקודות קוונטיות קונבנציונליות רבות הן רעילות, כי הן נגזרות ממתכות כבדות", מסביר מד"ר פאלאשודין סק, עוזר פרופסור לכימיה באוניברסיטה המוסלמית אליגר בהודו. "לכן, אנחנו עובדים על נקודות קוונטיות לא מתכתיות מכיוון שהן ידידותיות לסביבה וניתן להשתמש בהן ביישומים ביולוגיים." נקודות קוונטיות הן זעירות - בדרך כלל רק עשרות אטומים בקוטר. מכיוון שהם כל כך קטנים, המאפיינים שלהם נשלטים על ידי אפקטים קוונטיים, מה שגורם להם לפעול בצורה קצת מוזרה בהשוואה לחפצים גדולים יותר. כלומר, הם פולטים אור בצורה שונה ממה שניתן לצפות; לדוגמה, חומרי זהב נראים כחולים בקנה מידה זה. נקודות קוונטיות לא מתכתיות מציגות את אותה השפעה ונחקרו על ידי חוקרים אחרים ככלי להדמיה ביולוגית. Palashuddin התמקדה בתכנון נקודות קוונטיות מבוססות פחמן וגופרית (Cdots ו-Sdots, בהתאמה) עבור מגוון יישומים אחרים. "פחמן וגופרית הם חומרים בשפע וחסכוני מאוד, וניתן בקלות לסנתז אותם לנקודות קוונטיות", הוא אומר. "אתה יכול ליצור נקודות פחמן מחומרי פסולת, ואז להשתמש בהן להסרת מזהמים - הן דרך להפוך את התהליך למעגל." פאלאשודין כבר הכניס את Cdots ו-Sdots לעבודה במגוון דרכים, אם כי שתיהן תגליות עדכניות יחסית. למרות שהם קטנים, לנקודות יש שטח פנים גדול, אשר ניתן בקלות לפונקציונליות כדי להתאים את הנקודות ליישומים שונים. בעבר, הצוות עיצב נקודות שהאירו בצבעים שונים, תלוי באילו מזהמים הם נתקלו. המשמעות היא שהם יכולים לעזור לזהות מזהמים - כגון עופרת, קובלט וכרום - בדגימת מים מבלי לשטוף מתכות חדשות מהנקודות עצמן. בנוסף לזיהוי מזהמים, Cdots יכולים לסייע בפירוק מזהמים כמו חומרי הדברה וצבעים במים. בפרויקט אחד, Palashuddin ומשתף הפעולה Amaresh Kumar Sahoo, עוזר פרופסור לומד ננו-ביוטכנולוגיה במכון ההודי לטכנולוגיית מידע, יצרו Cdots מקליפות תפוחי אדמה ואז הרכיבו אותם על רובוטים מיקרוסקופיים שנועדו לכוון ולפרק צבעים רעילים בדגימות המדמות מים מזוהמים. הצוות גם פיתח שיטות להסרת מזהמים מהמים לחלוטין, במקום רק לזהות או להשפיל אותם. הם עיצבו במיוחד Cdots כדי לספוג שמן רכב וכרגע הם בוחנים מערכת סינון מבוססת Cdot כדי לסייע בטיפול בדליפת שמן. בשלב הבא, החוקרים מתכננים להפעיל את ממצאי המעבדה שלהם בשטח, אולי בפרויקט המתמקד בנהר יאמונה. נהר זה עובר ישירות דרך ניו דלהי והוא מזוהם, במיוחד באזורים מיושבים יותר. פאלאשודין מקווה להשתמש בנקודות הלא מתכתיות של הצוות שלו כדי לזהות ולהפריד בין המזהמים השונים בנהר, כולל חומרי הדברה, פעילי שטח, יוני מתכת, אנטיביוטיקה וצבעים. באופן אידיאלי, הנקודות יהיו פונקציונליות כדי לתפוס כמה שיותר מהמזהמים השונים הללו על פני השטח שלהם, כך שניתן יהיה להסיר אותם בקלות. השימושים הפוטנציאליים של נקודות לא מתכתיות לא מסתיימים רק בטיפול במים. פאלאשודין ועמיתיו חוקרים כעת שימושים שיכולים להתאים יותר לנקודות מסורתיות מבוססות מתכת, אך ללא חששות הרעילות. כדוגמה, כמה נקודות קוונטיות פולטות אור שפותחו על ידי הצוות יכולות להיכלל בדיו בלתי נראה כדי לסייע במניעת זיוף, או לשלב אותם במכשירים פולטי אור, כולל מסכי טלוויזיה.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
• מקור: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64885.php