الفرق الرئيسي بين نقاط الكربون والنقاط الكمومية هو أن النقاط الكربونية عبارة عن جزيئات كربونية نانوية صغيرة ، في حين أن النقاط الكمومية هي جزيئات صغيرة من أشباه الموصلات.
تقع كل من نقاط الكربون والنقاط الكمومية في مجال ميكانيكا الكم. هذه جسيمات نانوية صغيرة الحجم.
ما هي النقاط الكربونية؟
النقاط الكربونية هي جسيمات نانوية كربونية صغيرة لها شكل من أشكال التخميل السطحي. حجمها أقل من 10 نانومتر. تم اكتشاف هذه النقاط لأول مرة في عام 2004 عن طريق الصدفة من خلال تنقية الأنابيب النانوية الكربونية أحادية الجدار.
تعتمد خصائص النقاط الكربونية فقط على هياكلها وتركيباتها.في معظم الأوقات ، تضفي العديد من شقوق الكربوكسيل على سطح النقاط الكربونية قابلية ذوبان ممتازة في الماء وتوافق حيوي. تميل هذه الشقوق إلى السماح لنقاط الكربون بالعمل كجسيمات نانوية موصلة للبروتون. علاوة على ذلك ، هذه الجسيمات مناسبة للتعديل الكيميائي وتخميل السطح جنبًا إلى جنب مع العديد من المواد العضوية أو البوليمرية أو غير العضوية أو البيولوجية.
هناك طريقتان لتركيب نقاط الكربون. هذان الأسلوبان هما طريقة "أعلى لأسفل" وطريقة "من أسفل إلى أعلى". يمكننا تحقيق إنتاج النقاط الكربونية من خلال هذه العمليات من خلال التقنيات الكيميائية والكهروكيميائية والفيزيائية.
الشكل 01: نقاط كربونية محضرة من مصادر مختلفة
تتضمن الطريقة "من أعلى إلى أسفل" تكسير الهياكل الكربونية الكبيرة (مثل الجرافيت والأنابيب النانوية الكربونية والماس النانوي) إلى نقاط كربون باستخدام الاستئصال بالليزر وتفريغ القوس والطريقة الكهروكيميائية.
تتضمن الطريقة "التصاعدية" لإنتاج نقطة الكربون السلائف الصغيرة مثل الكربوهيدرات والسيترات ومركبات السيليكا النانوية البوليمرية. تخضع هذه المصادر للمعالجة الحرارية المائية / المذابة الحرارية ، والطرق التركيبية المدعومة ، والميكروويف التركيبية.
ما هي النقاط الكمية؟
النقاط الكمومية هي جزيئات صغيرة من أشباه الموصلات على مقياس نانومتر ، لها خصائص بصرية وإلكترونية تختلف عن الجسيمات الكبيرة وفقًا لميكانيكا الكم. إذا لاحظنا النقاط الكمومية من خلال الإضاءة تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية ، فإن الإلكترون في النقطة الكمومية يميل إلى الإثارة في حالة ذات طاقة أعلى. تتوافق هذه العملية مع انتقال الإلكترون من نطاق التكافؤ إلى نطاق التوصيل عندما يتعلق الأمر بنقطة الكم شبه الموصلة.ثم يمكن للإلكترون المثير أن يتراجع مرة أخرى إلى نطاق التكافؤ من خلال إطلاق طاقته عبر انبعاث الضوء. يسمى هذا الانبعاث الضوئي بالتلألؤ الضوئي ، ويمكننا توضيحه على النحو التالي:
الشكل 02: التلألؤ الضوئي لنقاط الكم تعطي ألوانًا مختلفة من النقاط الكمومية بأحجام مختلفة
عادةً ما تكون خصائص النقاط الكمومية متوسطة لخصائص أشباه الموصلات السائبة والذرات أو الجزيئات المنفصلة. علاوة على ذلك ، تتغير الخصائص الكهروضوئية للنقاط الكمومية كدالة لكل من الحجم والشكل. عادةً ما تصدر النقاط الكمومية الكبيرة أطوال موجية طويلة ، وتتراوح الألوان المنبعثة من هذه النقاط الكمومية من البرتقالي إلى الأحمر.في المقابل ، تميل النقاط الكمومية الصغيرة إلى إصدار أطوال موجية أقصر مما يؤدي إلى ظهور ألوان مثل الأزرق والأخضر. ومع ذلك ، يمكننا أن نلاحظ أن اللون يمكن أن يختلف اعتمادًا على التركيب الدقيق للنقطة الكمومية.
تشمل التطبيقات الرئيسية للنقاط الكمومية تصنيع الترانزستور أحادي الإلكترون ، وإنتاج الخلايا الشمسية ، وإنتاج المصابيح ، ومصادر الفوتون الفردي ، والحوسبة الكمومية ، وأبحاث بيولوجيا الخلية ، والفحص المجهري ، والتصوير الطبي.
ما هو الفرق بين النقاط الكربونية والنقاط الكمومية؟
الفرق الرئيسي بين النقاط الكربونية والنقاط الكمومية هو أن النقاط الكربونية عبارة عن جزيئات كربونية نانوية صغيرة ، في حين أن النقاط الكمومية هي جزيئات صغيرة من أشباه الموصلات. تُستخدم نقاط الكربون في التصوير الحيوي ، والاستشعار ، وتوصيل الأدوية ، والتحفيز ، والإلكترونيات الضوئية ، وما إلى ذلك ، بينما تُستخدم النقاط الكمومية في تصنيع الترانزستور أحادي الإلكترون ، وإنتاج الخلايا الشمسية ، وإنتاج المصابيح ، ومصادر الفوتون الفردي ، والحوسبة الكمية ، وأبحاث بيولوجيا الخلية ، الفحص المجهري والتصوير الطبي.
يسرد الرسم البياني التالي الاختلافات بين نقاط الكربون والنقاط الكمومية في شكل جدول.
ملخص - نقاط الكربون مقابل النقاط الكمية
تأتي النقاط الكربونية والنقاط الكمومية ضمن مجال ميكانيكا الكم. هذه جسيمات نانوية صغيرة الحجم. الفرق الرئيسي بين نقاط الكربون والنقاط الكمومية هو أن نقاط الكربون هي جزيئات كربونية صغيرة ، في حين أن النقاط الكمومية هي جزيئات صغيرة من أشباه الموصلات.
