פגמים פעילים אופטי משפרים צינורות פחמן: מדענים בהיידלברג משיגים שליטה בפגמים עם מסלול תגובה חדש

צומת המקור: 806201

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > פגמים פעילים אופטית משפרים את ננו-צינוריות הפחמן: מדענים בהיידלברג משיגים בקרת פגמים עם מסלול תגובה חדש

ניתן לשפר את המאפיינים האופטיים של ננו-צינוריות פחמן, המורכבות מסריג משושה מגולגל של אטומי פחמן sp2, באמצעות פגמים. מסלול תגובה חדש מאפשר יצירה סלקטיבית של פגמי sp3 פעילים אופטית. אלה יכולים לפלוט פוטונים בודדים באינפרא אדום קרוב אפילו בטמפרטורת החדר. קרדיט סיימון סטל (היידלברג)
ניתן לשפר את המאפיינים האופטיים של ננו-צינוריות פחמן, המורכבות מסריג משושה מגולגל של אטומי פחמן sp2, באמצעות פגמים. מסלול תגובה חדש מאפשר יצירה סלקטיבית של פגמי sp3 פעילים אופטית. אלה יכולים לפלוט פוטונים בודדים באינפרא אדום קרוב אפילו בטמפרטורת החדר. קרדיט סיימון סטל (היידלברג)

תקציר:
The properties of carbon-based nanomaterials can be altered and engineered through the deliberate introduction of certain structural “imperfections” or defects. The challenge, however, is to control the number and type of these defects. In the case of carbon nanotubes – microscopically small tubular compounds that emit light in the near-infrared – chemists and materials scientists at Heidelberg University led by Prof. Dr Jana Zaumseil have now demonstrated a new reaction pathway to enable such defect control. It results in specific optically active defects – so-called sp3 defects – which are more luminescent and can emit single photons, that is, particles of light. The efficient emission of near-infrared light is important for applications in telecommunication and biological imaging.

פגמים פעילים אופטי משפרים צינורות פחמן: מדענים בהיידלברג משיגים שליטה בפגמים עם מסלול תגובה חדש


היידלברג, גרמניה | פורסם ב-9 באפריל, 2021

Usually defects are considered something “bad” that negatively affects the properties of a material, making it less perfect. However, in certain nanomaterials such as carbon nanotubes these “imperfections” can result in something “good” and enable new functionalities. Here, the precise type of defects is crucial. Carbon nanotubes consist of rolled-up sheets of a hexagonal lattice of sp2 carbon atoms, as they also occur in benzene. These hollow tubes are about one nanometer in diameter and up to several micrometers long.

Through certain chemical reactions, a few sp2 carbon atoms of the lattice can be turned into sp3 carbon, which is also found in methane or diamond. This changes the local electronic structure of the carbon nanotube and results in an optically active defect. These sp3 defects emit light even further in the near-infrared and are overall more luminescent than nanotubes that have not been functionalised. Due to the geometry of carbon nanotubes, the precise position of the introduced sp3 carbon atoms determines the optical properties of the defects. “Unfortunately, so far there has been very little control over what defects are formed,” says Jana Zaumseil, who is a professor at the Institute for Physical Chemistry and a member of the Centre for Advanced Materials at Heidelberg University.

The Heidelberg scientist and her team recently demonstrated a new chemical reaction pathway that enables defect control and the selective creation of only one specific type of sp3 defect. These optically active defects are “better” than any of the previously introduced “imperfections”. Not only are they more luminescent, they also show single-photon emission at room temperature, Prof. Zaumseil explains. In this process, only one photon is emitted at a time, which is a prerequisite for quantum cryptography and highly secure telecommunication.

According to Simon Settele, a doctoral student in Prof. Zaumseil’s research group and the first author on the paper reporting these results, this new functionalisation method – a nucleophilic addition – is very simple and does not require any special equipment. “We are only just starting to explore the potential applications. Many chemical and photophysical aspects are still unknown. However, the goal is to create even better defects.”

This research is part of the project “Trions and sp3-Defects in Single-walled Carbon Nanotubes for Optoelectronics” (TRIFECTs), led by Prof. Zaumseil and funded by an ERC Consolidator Grant of the European Research Council (ERC). Its goal is to understand and engineer the electronic and optical properties of defects in carbon nanotubes.

“The chemical differences between these defects are subtle and the desired binding configuration is usually only formed in a minority of nanotubes. Being able to produce large numbers of nanotubes with a specific defect and with controlled defect densities paves the way for optoelectronic devices as well as electrically pumped single-photon sources, which are needed for future applications in quantum cryptography,” Prof. Zaumseil says.

# # #

Also involved in this research were scientists from Ludwig Maximilian University of Munich and the Munich Center for Quantum Science and Technology. The results were published in the journal “Nature Communications”.

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
פרופ' ד"ר יאנה זאומסיל
49-622-154-5065

זכויות יוצרים © אוניברסיטת היידלברג

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך:
טָעִים מְאוֹד Digg Newsvine Google יאהו reddit מגנוליאקום פרל פייסבוק

קישורים קשורים

סעיף יוקרתי קשור:

עיתונות חדשות קשורה

חדשות ומידע

אתר קשירת נוגדנים נשמר על-ידי גרסאות הנגיף COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה- SARS-CoV-2. ה-9 באפריל, 2021

גילוי עשוי לסייע בהארכת תוחלת החיים של מכשירים אלקטרוניים: המחקר עלול להוביל לתכנון של מוצרי אלקטרוניקה עם סיבולת טובה יותר ה-9 באפריל, 2021

גרפן: כל מה שנמצא בשליטה: צוות המחקר מדגים מנגנון בקרה לחומר קוונטי ה-9 באפריל, 2021

העברת אנרגיה על ידי חלקיקי זהב מצמידים למבני DNA ה-9 באפריל, 2021

עתידיים אפשריים

אתר קשירת נוגדנים נשמר על-ידי גרסאות הנגיף COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה- SARS-CoV-2. ה-9 באפריל, 2021

גילוי עשוי לסייע בהארכת תוחלת החיים של מכשירים אלקטרוניים: המחקר עלול להוביל לתכנון של מוצרי אלקטרוניקה עם סיבולת טובה יותר ה-9 באפריל, 2021

גרפן: כל מה שנמצא בשליטה: צוות המחקר מדגים מנגנון בקרה לחומר קוונטי ה-9 באפריל, 2021

העברת אנרגיה על ידי חלקיקי זהב מצמידים למבני DNA ה-9 באפריל, 2021

ננו-צינורות / כדורי באקי / פולרנים / ננוורודים

צינורות ננו גרפיים צוברים כוח בשוק הרכב: OCSiAl מאשר ציות ל- IATF 16949 במרץ 9th, 2021

חוקרי ננו בפינלנד, ארצות הברית וסין יצרו אטלס צבעים עבור 466 זנים ייחודיים של צינורות פחמן חד-דופן. דצמבר 14th, 2020

כימאים מציצים פלואורסצנטי חדש: מדענים מאוניברסיטת רייס מגלים תופעה מתעכבת בצינורות הפחמן דצמבר XNXXrd, 3

סינתזה של ננו-דודות פחמן אורגנופיליים עם פליטה רב-פסית מעלי עגבניות אוגוסט 21st, 2020

תגליות

אתר קשירת נוגדנים נשמר על-ידי גרסאות הנגיף COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה- SARS-CoV-2. ה-9 באפריל, 2021

גילוי עשוי לסייע בהארכת תוחלת החיים של מכשירים אלקטרוניים: המחקר עלול להוביל לתכנון של מוצרי אלקטרוניקה עם סיבולת טובה יותר ה-9 באפריל, 2021

גרפן: כל מה שנמצא בשליטה: צוות המחקר מדגים מנגנון בקרה לחומר קוונטי ה-9 באפריל, 2021

העברת אנרגיה על ידי חלקיקי זהב מצמידים למבני DNA ה-9 באפריל, 2021

הודעות

גילוי עשוי לסייע בהארכת תוחלת החיים של מכשירים אלקטרוניים: המחקר עלול להוביל לתכנון של מוצרי אלקטרוניקה עם סיבולת טובה יותר ה-9 באפריל, 2021

גרפן: כל מה שנמצא בשליטה: צוות המחקר מדגים מנגנון בקרה לחומר קוונטי ה-9 באפריל, 2021

העברת אנרגיה על ידי חלקיקי זהב מצמידים למבני DNA ה-9 באפריל, 2021

גורם חדש למחלות מוח: mRNA ה-9 באפריל, 2021

ראיונות / ביקורות ספרים / מאמרים / דוחות / פודקאסטים / כתבי עת / מאמרים לבנים / פוסטרים

אתר קשירת נוגדנים נשמר על-ידי גרסאות הנגיף COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה- SARS-CoV-2. ה-9 באפריל, 2021

גילוי עשוי לסייע בהארכת תוחלת החיים של מכשירים אלקטרוניים: המחקר עלול להוביל לתכנון של מוצרי אלקטרוניקה עם סיבולת טובה יותר ה-9 באפריל, 2021

גרפן: כל מה שנמצא בשליטה: צוות המחקר מדגים מנגנון בקרה לחומר קוונטי ה-9 באפריל, 2021

העברת אנרגיה על ידי חלקיקי זהב מצמידים למבני DNA ה-9 באפריל, 2021

מקור: http://www.nanotech-now.com/news.cgi?story_id=56643

בול זמן:

עוד מ ננוטכנולוגיה עכשיו