Forskere forvandler tomater til fluorescerende kulstofprikker

(Phys.org) – Forskere har vist, at tomatpulp opløst i vand i sidste ende kan omdannes til et pulver af nanopartikler, der indeholder kulstofprikker med diametre på mindre end 5 nm. Som alle kulstofprikker, et af de vigtigste kendetegn ved kulstofprikker fra tomater er en intens fluorescens, hvilket kan føre til anvendelser inden for billeddannelse og sansning.

Forskerne, ledet af Jinping Wang ved Qingdao Agricultural University, har udgivet et papir om syntese af kulstofprikker fra tomat i et nyligt nummer af Nanoteknologi .

Kulstofprikker er en ny klasse af fluorescerende nanomateriale, som forskere undersøger som et muligt alternativ til halvlederkvanteprikker og organiske farvestoffer. Fordi de er så nye, de kvantemekanismer, der ligger til grund for deres fluorescens, er stadig ikke godt forstået. Kulstofprikker kan komme fra mange forskellige kilder, fra kulstof nanorør til forskellige slags biomasse, såsom frugter, grøntsager, og blomster, og prikker fra forskellige kilder udviser forskellige fluorescensegenskaber.

En fordel ved at bruge tomater som kilde til kulstofprikker er, at tomater er billige, og processen er relativt enkel. I bund og grund, frisk tomat hakkes i stykker, knust til papirmasse af en vævskomprimator, opløst i vand, opvarmet i mikroovn, centrifugeres for at fjerne eventuelle store partikler, og derefter filtreret ved dialyse, efterlader et fast pulver af nanopartikler. Selvom processen er enkel, forskerne viste, at den stadig har potentiale til at producere kulstofprikker af høj kvalitet.

Et af de vigtigste resultater af den nye undersøgelse er UV -fluorescensegenskaberne af kulstofprikkerne, der kan kontrolleres på grund af kvanteindeslutningseffekten, hvilket ikke ofte er tilfældet med kulstofprikker fra biomasse. Her, forskerne viste, at ved tilsætning af visse organiske forbindelser (ethylendiamin (EDA) og urinstof), de kunne kontrollere størrelsen og justere fluorescensen af ​​nanopartiklerne dannet af tomatpulpen.

"Friske tomater fra kulstofprikker tunet af urinstof kan udsende fluorescens i UV-regionen på grund af kvanteindeslutningseffekten, "Fortalte Wang Phys.org . "Vores fremtidige forskningsplan er at opnå røde emissive kulstofprikker ved at bruge biomasse som forløbere."

For at illustrere de potentielle anvendelser, forskerne vurderede kulstofprikkerne for deres brug som farvningsmidler til biobilleddannende svampe, og også som sensorer for vanillin, som har applikationer i biobrændstofindustrien. Forskerne påviste, at kulstofprikkerne var yderst biokompatible med svampene og blev stærkt oplyste, når de blev ophidset af en laser. I tilfælde af vanillin sensing, de viste, at vanillin slukker fluorescensen af ​​kulstofprikkerne, hvor mængden af ​​quenching er proportional med vanillinkoncentrationen. Forskerne planlægger at undersøge disse applikationer og andre yderligere i fremtiden.

© 2017 Phys.org