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Em 2015, usando uma [[cepa]] modificada de [[Stenotrophomonas|S. maltophilia]] para controlar o tamanho das partículas, pesquisadores da [[Universidade Lehigh]] biossintetizaram pontos quânticos utilizando [[bactéria]]s e [[sulfeto de cádmio]] visando fornecer um caminho de síntese de baixo custo, escalável e ambientalmente amigável de [[Nanocristal|nanocristais]] de [[Sulfeto de cádmio|CdS]] com controle do tamanho de [[Grão (mineral)|cristalito extrínseco]] na faixa de confinamento quântico. O resultado são nanocristais de CdS [[semicondutor]]es com faixa de intervalo associada dependente do tamanho e propriedades fotoluminescentes.<ref>[http://www.sciencedaily.com/releases/2015/06/150623180311.htm Biomanufacturing of CdS quantum dots A bacterial method for the low-cost, environmentally-friendly synthesis of aqueous soluble quantum dot nanocrystals] 1.Zhou Yang, Li Lu, Victoria F. Berard, Qian He, Christopher J. Kiely, Bryan W. Berger, Steven McIntosh. Biomanufacturing of CdS quantum dots. Green Chem., [[2015]]; DOI: 10.1039/C5GC00194C</ref> |
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Os pontos quânticos podem ser classificados quanto ao número e à [[Grupo (química)|família química]] dos elementos presentes em sua composição. Pontos quânticos contendo um elemento tipicamente são feitos de um elemento [[Isolante elétrico|isolante]] ou semicondutor, como [[carbono]] (quase sempre ligados a [[Hidrogénio|hidrogênio]]), [[silício]], [[germânio]] e [[fósforo]].<ref>{{Citar periódico|ultimo=Kang|primeiro=Zhenhui|ultimo2=Tsang|primeiro2=Chi Him A.|ultimo3=Wong|primeiro3=Ning-Bew|ultimo4=Zhang|primeiro4=Zhendong|ultimo5=Lee|primeiro5=Shuit-Tong|data=2007-10|titulo=Silicon Quantum Dots: A General Photocatalyst for Reduction, Decomposition, and Selective Oxidation Reactions|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja075184x|jornal=Journal of the American Chemical Society|lingua=en|volume=129|numero=40|paginas=12090–12091|doi=10.1021/ja075184x|issn=0002-7863}}</ref><ref>{{Citar periódico|ultimo=Heath|primeiro=James R.|ultimo2=Shiang|primeiro2=J. J.|ultimo3=Alivisatos|primeiro3=A. P.|data=1994-07-15|titulo=Germanium quantum dots: Optical properties and synthesis|url=https://doi.org/10.1063/1.467781|jornal=The Journal of Chemical Physics|lingua=en|volume=101|numero=2|paginas=1607–1615|doi=10.1063/1.467781|issn=0021-9606}}</ref><ref>{{Citar periódico|ultimo=Zhang|primeiro=Xiao|ultimo2=Xie|primeiro2=Haiming|ultimo3=Liu|primeiro3=Zhengdong|ultimo4=Tan|primeiro4=Chaoliang|ultimo5=Luo|primeiro5=Zhimin|ultimo6=Li|primeiro6=Hai|ultimo7=Lin|primeiro7=Jiadan|ultimo8=Sun|primeiro8=Liqun|ultimo9=Chen|primeiro9=Wei|data=2015-02-03|titulo=Black Phosphorus Quantum Dots|url=https://doi.org/10.1002/anie.201409400|jornal=Angewandte Chemie International Edition|lingua=en|volume=54|numero=12|paginas=3653–3657|doi=10.1002/anie.201409400|issn=1433-7851}}</ref> Pontos quânticos binários (contendo dois elementos), podem ser classificados nos tipos II-VI, III-V e IV-VI, de acordo com a família química a qual pertencem seus elementos constituintes.<ref name=":0">{{Citar periódico|ultimo=Silva|primeiro=Fernanda Oliveira|ultimo2=Viol|primeiro2=Lívia Cristina de Souza|ultimo3=Ferreira|primeiro3=Diego Lourençoni|ultimo4=Alves|primeiro4=José Luiz Aarestrup|ultimo5=Schiavon|primeiro5=Marco Antônio|data=00/2010|titulo=O estado da arte da síntese de semicondutores nanocristalinos coloidais|url=http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_abstract&pid=S0100-40422010000900021&lng=pt&nrm=iso&tlng=pt|jornal=Química Nova|volume=33|numero=9|paginas=1933–1939|doi=10.1590/S0100-40422010000900021|issn=0100-4042}}</ref> Pontos quânticos também podem apresentar composição ternária ou quaternária, bem como estruturas do tipo [[perovskita]], que normalmente possuem três elementos (ABX<sub href="bactéria">3</sub>), podendo chegar a quantidades maiores quando são híbridas com moléculas orgânicas. |
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== Bibliografia == |
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* Michalet, X. & Pinaud, F. F. & Bentolila, L. A. & Tsay, J. M. & Doose, S. & Li, J. J. & Sundaresan, G. & Wu, A. M. & Gambhir, S. S. & Weiss, S. (2005, January 28). [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=15681376 Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics]. In Science, 307, 538 – 544. |
* Michalet, X. & Pinaud, F. F. & Bentolila, L. A. & Tsay, J. M. & Doose, S. & Li, J. J. & Sundaresan, G. & Wu, A. M. & Gambhir, S. S. & Weiss, S. (2005, January 28). [http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=pubmed&dopt=Abstract&list_uids=15681376 Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics]. In Science, 307, 538 – 544. |
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Ponto quântico, comumente abreviado por QD, do inglês quantum dot, é uma porção de matéria (usualmente de semicondutores), cujos buracos e elétrons estão confinados em todas as três dimensões espaciais. Devido à sua pequena dimensão, essas estruturas têm propriedades eletrônicas entre as de semicondutores macroscópicos e aqueles de moléculas discretas. O ponto quântico é uma nanoestrutura pontual, de um material com um certo gap sobre a superfície de um outro material de gap maior. Dessa forma, o elétron fica confinado nas três direções. Dizemos então que esse sistema apresenta dimensão zero. Tais estruturas, que confinam os portadores de cargas nas três dimensões, comportam-se como átomos artificiais, onde o potencial do núcleo é substituído pelo potencial de confinamento - o que resulta numa forte quantização dos níveis de energia.
Um ponto quântico é um cristal semicondutor com um diâmetro que mede alguns nanômetros, também chamado de nanocristal, que, devido ao seu diminuto tamanho, comporta-se como um poço de potencial que confina os elétrons nas três dimensões espaciais em uma região com tamanho da ordem do comprimento de onda de Broglie dos elétrons, alguns nanômetros em um semicondutor.
Devido ao confinamento, os elétrons, em um ponto quântico, têm sua energia quantizada em valores discretos, como em um átomo. Por essa razão, pontos quânticos são por vezes chamados átomos artificiais. Os níveis de energia podem ser controlados mudando o tamanho e a forma do ponto quântico, e a profundidade de poço de potencial.
Em 2015, usando uma cepa modificada de S. maltophilia para controlar o tamanho das partículas, pesquisadores da Universidade Lehigh biossintetizaram pontos quânticos utilizando bactérias e sulfeto de cádmio visando fornecer um caminho de síntese de baixo custo, escalável e ambientalmente amigável de nanocristais de CdS com controle do tamanho de cristalito extrínseco na faixa de confinamento quântico. O resultado são nanocristais de CdS semicondutores com faixa de intervalo associada dependente do tamanho e propriedades fotoluminescentes.[1]
Classificação dos pontos quânticos
Os pontos quânticos podem ser classificados quanto ao número e à família química dos elementos presentes em sua composição. Pontos quânticos contendo um elemento tipicamente são feitos de um elemento isolante ou semicondutor, como carbono (quase sempre ligados a hidrogênio), silício, germânio e fósforo.[2][3][4] Pontos quânticos binários (contendo dois elementos), podem ser classificados nos tipos II-VI, III-V e IV-VI, de acordo com a família química a qual pertencem seus elementos constituintes.[5] Pontos quânticos também podem apresentar composição ternária ou quaternária, bem como estruturas do tipo perovskita, que normalmente possuem três elementos (ABX3), podendo chegar a quantidades maiores quando são híbridas com moléculas orgânicas.
Bibliografia
- Michalet, X. & Pinaud, F. F. & Bentolila, L. A. & Tsay, J. M. & Doose, S. & Li, J. J. & Sundaresan, G. & Wu, A. M. & Gambhir, S. S. & Weiss, S. (2005, January 28). Quantum dots for live cells, in vivo imaging, and diagnostics. In Science, 307, 538 – 544.
- W. E. Buhro and V. L. Colvin, Semiconductor nanocrystals: Shape matters , Nat. Mater., 2003, 2, 138 139.
- F. Qu et al., The effects of external magnetic field on the surface charge distribution of spherical nanoparticles, Microelectronics Journal, 2003, v. 34 p. 471–473
- Reed MA; Hornbeck, ES; Deshpande, MR; Wheeler, RG; Reed, MA; Bowen, RC; Frensley, WR; Randall, JN; Matyi, RJ (1993). «Quantum Dots» (PDF). Scientific American (em inglês). 268 (1). 118 páginas. PMID 9983408. doi:10.1038/scientificamerican0193-118
Ver também
Referências
- ↑ Biomanufacturing of CdS quantum dots A bacterial method for the low-cost, environmentally-friendly synthesis of aqueous soluble quantum dot nanocrystals 1.Zhou Yang, Li Lu, Victoria F. Berard, Qian He, Christopher J. Kiely, Bryan W. Berger, Steven McIntosh. Biomanufacturing of CdS quantum dots. Green Chem., 2015; DOI: 10.1039/C5GC00194C
- ↑ Kang, Zhenhui; Tsang, Chi Him A.; Wong, Ning-Bew; Zhang, Zhendong; Lee, Shuit-Tong (outubro de 2007). «Silicon Quantum Dots: A General Photocatalyst for Reduction, Decomposition, and Selective Oxidation Reactions». Journal of the American Chemical Society (em inglês). 129 (40): 12090–12091. ISSN 0002-7863. doi:10.1021/ja075184x
- ↑ Heath, James R.; Shiang, J. J.; Alivisatos, A. P. (15 de julho de 1994). «Germanium quantum dots: Optical properties and synthesis». The Journal of Chemical Physics (em inglês). 101 (2): 1607–1615. ISSN 0021-9606. doi:10.1063/1.467781
- ↑ Zhang, Xiao; Xie, Haiming; Liu, Zhengdong; Tan, Chaoliang; Luo, Zhimin; Li, Hai; Lin, Jiadan; Sun, Liqun; Chen, Wei (3 de fevereiro de 2015). «Black Phosphorus Quantum Dots». Angewandte Chemie International Edition (em inglês). 54 (12): 3653–3657. ISSN 1433-7851. doi:10.1002/anie.201409400
- ↑ Silva, Fernanda Oliveira; Viol, Lívia Cristina de Souza; Ferreira, Diego Lourençoni; Alves, José Luiz Aarestrup; Schiavon, Marco Antônio (00/2010). «O estado da arte da síntese de semicondutores nanocristalinos coloidais». Química Nova. 33 (9): 1933–1939. ISSN 0100-4042. doi:10.1590/S0100-40422010000900021 Verifique data em:
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