БИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ КАДМИЙСУЛЬФИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ПОЛУЧЕНИЕ КАДМИЙСУЛЬФИДНЫХ КВАНТОВЫХ ТОЧЕК

Группа исследователей из Лехайского Университета (США) продемонстрировала возможность использования биологического подхода для дешевого и экологически безопасного синтеза растворимых в воде нанокристаллов квантовых точек. С помощью нового способа квантовые точки возможно получать при комнатной температуре.

Новый способ получения квантовых точек был разработан Стивеном МакИнтошем (Steven McIntosh), Брайаном Бергером (Bryan Berger), Кристофером Кили (Christopher Kiely) и их коллегами. Разработанный метод является первым примером использования природы для дешевого и масштабируемого производства квантовых точек.

Рисунок из Green Chem., 2015; DOI: 10.1039/C5GC00194C

Используя для контроля размеров частиц генетически модифицированный штамм бактерии Stenotrophomonas maltophilia, исследователи провели биосинтез квантовых точек, используя в качестве исходных ресурсов только бактерии и сульфид кадмия. С помощью такого биосинтеза были получены нанокристаллы CdS, для которых был реализован исключительный контроль размера кристаллита и его квантовых характеристик. В результате процесса, протекающего при комнатной температуре и умеренном давлении, образуются полупроводниковые нанокристаллы CdS, запрещенная зона перехода и фотолюминесцентные свойства которых зависят от размеров нанокристаллов, которые, в свою очередь, можно подстраивать. Разработанный биосинтетический процесс позволяет говорить о реальности экологически чистого и недорого производства таких материалов в будущем.

Квантовые точки, нашедшие применение в целом ряде практических приложений от медицинской диагностики до изготовления дисплеев или оптоэлектроники, обычно дороги, и их получение зачастую сопряжено с трудностями. Так, например, существующие химические методы синтеза квантовых точек требуют применения высоких температур и токсичных растворителей.

Новый метод синтеза квантовых точек значительно понижает затраты, связанные с их производством. Так, если обычные методы получения этих нанообъектов, как правило, позволяют получать квантовые точки со стоимостью 1000-10000 долларов за грамм, биопроизводство позволяет понизить стоимость квантовых точек до 1-10 долларов за грамм. Столь значительное снижение затрат на получение квантовых точек открывает широкие возможности для крупномасштабного производства квантовых точек и расширения областей их применения.

МакИнтош отмечает, что, хотя на настоящее время биосинтез наноструктурных материалов еще нельзя назвать распространенным подходом, использование природы для создания функциональных неорганических наноструктур сулит большие перспективы в плане выигрыша как с экономической стороны, так и с точки зрения уменьшения влияния на окружающую среду. Исследователь уверен, что его работа представляет собой лишь только первый шаг в этом направлении, и полагает, что вскоре будут разработаны и другие «зеленые» подходы к получению нанообъектов с перспективными свойствами.

Источник: Green Chem., 2015; DOI: 10.1039/C5GC00194C