物质名称：碳量子点，Carbon QDs

基础特性

碳量子点（Carbon Quantum Dots，Carbon QDs）是由sp²/sp³杂化碳核与表面官能团（如羟基、羧基）构成的零维纳米材料，直径通常小于10 nm。其荧光发射波长可通过杂原子掺杂（如氮、硫）或表面缺陷调控覆盖紫外至近红外区域（400-700 nm），且具有上转换发光特性（吸收长波长光发射短波长光），在多色成像中具有潜力。

合成方法

碳量子点的合成分为“自上而下”与“自下而上”两类。前者通过激光烧蚀或电化学氧化大尺寸碳材料（如石墨棒）制备，例如，以石墨为靶材在氩气氛围中激光烧蚀，可获得粒径3-5 nm的量子点。后者则以小分子（如柠檬酸、尿素）为碳源，通过水热法（180-220℃）或微波辅助加热（5-10分钟）实现碳化，表面官能团自发形成，无需额外修饰。

应用领域

碳量子点在生物成像中表现突出，其低毒性和高生物相容性使其适用于细胞标记与活体追踪。例如，氮掺杂碳量子点可特异性识别肿瘤细胞表面受体，实现靶向成像。此外，其光致发光特性可用于设计光催化剂，例如在可见光下分解水制氢，或降解有机污染物。在电子器件领域，碳量子点薄膜可作为柔性显示器的发光层，但需提升电荷迁移率以优化性能。

发展挑战

尽管碳量子点在生物安全性和原料成本上具有优势，但其量子产率（通常低于50%）仍低于传统半导体量子点，限制了其在高灵敏度检测中的应用。此外，粒径分布不均和表面官能团多样性可能导致批次间性能差异，需开发更精确的合成控制技术。未来研究可探索新型杂原子掺杂策略（如磷、硼）以进一步提升光学性能。

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供应商：西安齐岳生物科技有限公司

公司简介：

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