Forskere udvikler transformer-lignende kulstof nanostruktur

En nylig undersøgelse, tilknyttet UNIST har konstrueret en ny type carbon nanomaterialer, i stand til at ændre former og farver afhængigt af typen af ​​anvendte opløsningsmidler. Sådanne materialer har tiltrukket sig stor opmærksomhed på grund af deres unikke optiske egenskaber og strukturer.

I undersøgelsen, det fælles forskerhold, ledet af professor Byung Soo kim og professor Oh Hoon Kwon har præsenteret et unikt design og syntese af hybrid carbon nanosheets (CNS'er), som udviser en stærk solvatokrom adfærd med bred farveindstilling, der spænder fra blå til orange og endda til hvid i forskellige opløsningsmidler.

Denne unikke hybride CNS er vært for klynger af kulstof nanoreringer på overfladen af ​​grafenoxid (GO) nanoark som produktet af den hydrotermiske reaktion af små molekylære forstadier i nærvær af GO nanoark. I øvrigt, under UV og synligt lys excitation, hybrid-CNS udviser afstembar emission, der spænder over det brede udvalg af farver i en række opløsningsmidler med forskellige polariteter.

Ifølge forskerholdet, denne interessante spektroskopiske adfærd viser sig at stamme fra hydrogenbindende interaktioner mellem CNS og opløsningsmidler, som til sidst fremkalder den morfologiske overgang af CNS fra 2D -ark til 3D -krøllede morfologier, påvirker levetiden for emissionstilstande.

"Klyngerne af carbon nanorings på overfladen af ​​GO nanosheets har forskellige kemiske reaktioner afhængigt af opløsningsmidlers egenskaber, " siger Yuri Choi (Kombineret M.S./Ph.D.-studerende i Naturvidenskab), undersøgelsens første forfatter. "Den spektroskopiske opførsel af CNS viser sig at stamme fra hydrogen (H)-bindingsinteraktioner mellem CNS og opløsningsmidler."

"Dette er en af ​​de første undersøgelser, der klart viser, at formen på CNS varierer afhængigt af opløsningsmidlerne, " siger professor Kim. "Gennem denne forskning, vi håber at forbedre hybridmaterialernes fysiske egenskaber og udvide dets anvendelsesområde."

I undersøgelsen, Professor Kwon og hans team analyserede de grundlæggende principper for fluorescerende lysstyring for CNS'er, ved hjælp af tidsopløst elektronisk spektroskopi. I det protiske opløsningsmiddel, strukturen af ​​CNS viste orange emission blev vist på grund af tab af energi, forårsaget af manglen på H-binding i et CNS. På den anden side, den viste den grønne emission på grund af mindre energi tabt i det aprotiske opløsningsmiddel.

Denne undersøgelse er blevet støttet af National Research Foundation of Korea (NRF) bevilling og af Institute of Basic Science, Korea. Forskergruppen forventer, at denne nye bløde kulstof -nanostruktur kan åbne op for en ny mulighed for at skræddersy de fotofysiske egenskaber af kulnanomaterialer.