ไดโอดเปล่งแสง (LED) ที่มีผลึกนาโนเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าจุดควอนตัมเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานต่างๆ เช่น จอภาพขนาดใหญ่และเซลล์แสงอาทิตย์ เนื่องจากมีประสิทธิภาพและความบริสุทธิ์ของสีสูง จนถึงปัจจุบัน ข้อเสียเปรียบหลักของ LED แบบจุดควอนตัมเหล่านี้คือความเป็นพิษ เนื่องจากส่วนใหญ่มีแคดเมียมหรือโลหะหนักอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยของ Samsung
ในเกาหลีใต้ได้ออกแบบตัวปล่อยแสง
ที่ปราศจากแคดเมียมให้มีประสิทธิภาพ ความสว่าง และอายุการใช้งานเทียบเท่ากับรุ่นก่อนที่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จุดควอนตัม (QDs) เปล่งแสงผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการรวมตัวของรังสี เมื่ออิเล็กตรอนในแถบพลังงานวาเลนซ์ภายใน QD ดูดซับโฟตอนและเคลื่อนที่ไปยังแถบการนำไฟฟ้า มันจะทิ้งช่องว่างหรือรูอิเล็กตรอนไว้เบื้องหลัง จากนั้นอิเล็กตรอนและรูที่ถูกกระตุ้นจะรวมตัวกันอีกครั้งโดยปล่อยโฟตอน
photoluminescent QDs แรกมีแคดเมียม (Cd) และถูกสร้างขึ้นโดยการเคลือบนาโนคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ด้วยโมเลกุลอินทรีย์ ในเวอร์ชันต่อๆ มา นักวิจัยได้ล้อมแกนเซมิคอนดักเตอร์ด้วยเปลือกของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกันโดยมีแถบคาดขนาดใหญ่ ในโครงสร้างดังกล่าว bandgap จะป้องกันอิเล็กตรอนและรูที่แกนกลางไม่ให้หลุดออกจากพื้นผิวภายนอกของ QD ทำให้อุปกรณ์เรืองแสงภายในตัว
ทางเลือกที่สดใสQD ที่ใช้ Indium phosphide (InP) เป็นทางเลือกที่น่าสนใจเนื่องจากให้ผลผลิตควอนตัม photoluminescence – จำนวนโฟตอนที่ปล่อยออกมาโดย QD หารด้วยจำนวนที่ดูดซับ – สูงที่ 93% ถึงกระนั้น ประสิทธิภาพการเปล่งแสงของ LED ที่ใช้ (InP) ก็ล้าหลังของญาติที่ประกอบด้วย Cd ด้วยเหตุผลที่คิดว่ามาจากข้อบกพร่องทางโครงสร้างในวัสดุ ข้อบกพร่องเหล่านี้ลดประสิทธิภาพควอนตัมภายนอก (จำนวนโฟตอนออกจาก LED หารด้วยจำนวนประจุที่ฉีดเข้าไป) ของอุปกรณ์ InP เหลือเพียง 12.2%
ในเมืองซูวอนเอาชนะปัญหานี้ได้ด้วยการสังเคราะห์
QD จากแกน InP ที่สม่ำเสมอ เปลือกสังกะสีซีลีไนด์ (ZnSe) ด้านในหนา และเปลือกนอกบางของซิงค์ซัลไฟด์ (ZnS) นักวิจัยสร้าง QDs ของพวกเขาในกระบวนการสองขั้นตอน โดยใช้กรดไฮโดรฟลูออริกเพื่อกัดพื้นผิวแกนออกซิไดซ์ระหว่างการเติบโตเริ่มต้นของเปลือก ZnSe จากนั้นหลอมส่วนต่อประสานแกน/เปลือกที่อุณหภูมิ 340 °C วิธีนี้ช่วยขจัดข้อบกพร่องด้านประสิทธิภาพที่อินเทอร์เฟซ
ระงับผลที่ไม่พึงประสงค์โครงสร้างที่ได้จะมีรูปทรงทรงกลมที่มีความสมมาตรสูง โดยมีรูปแบบพลังงานที่อาจเกิดขึ้นซึ่งจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นตามระยะห่างจากจุดศูนย์กลาง ศักยภาพการกักขังแบบอ่อนที่เรียกว่านี้ช่วยลดอัตราการรวมตัวกันของ Auger ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อพลังงานของคู่อิเล็กตรอน – รูที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงถูกถ่ายโอนไปยังอิเล็กตรอนหรือรูอื่นโดยไม่มีโฟตอนถูกปล่อยออกมา รูปร่างที่สม่ำเสมอของ QD ยังช่วยลดจำนวนฟันผุหรือมุมแหลมบนพื้นผิวของ QD หรือที่ส่วนต่อประสาน core-shell ซึ่งช่วยยับยั้งการรวมตัวของ Auger อีกครั้ง
ธาตุที่ใกล้สูญพันธุ์ในการประเมินคุณสมบัติการเปล่งแสงของ QD ของพวกเขา ทีม Samsung ใช้พวกมันเพื่อสร้าง LED เพื่อฉีดอิเล็กตรอนและรูพรุน ประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกที่วัดได้สำหรับอุปกรณ์ของพวกเขาคือ 21.4% ซึ่งเป็นค่าสูงสุดตามทฤษฎีสำหรับ LED แบบ QD อุปกรณ์ยังมีความสว่างสูงสุด 100,000 แคนเดลา/ตร.ม. และอายุการใช้งานประมาณหนึ่งล้านชั่วโมงที่ 100 แคนเดลา/ ตร.ม.
นักวิจัยกล่าวว่าค่าเหล่านี้เปรียบได้กับอุปกรณ์
ล้ำสมัยที่มีแคดเมียม ด้วยเหตุนี้ Jang กล่าวว่า QD-LED ที่ใช้ InP ของทีม Samsung จะสามารถใช้งานได้ในจอแสดงผลเชิงพาณิชย์ยุคหน้าในไม่ช้า โดยจอทีวีเป็นหนึ่งในแอพพลิเคชั่นที่มีแนวโน้มดีที่สุดในทันที
“ค่าแต่ละค่าที่เราวัดได้นั้นเป็นบันทึกสำหรับ QD-LED ที่ปราศจากแคดเมียม” เธอกล่าวกับPhysics World “ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่า InP สามารถเอาชนะข้อกังวลก่อนหน้านี้ว่า QD ที่อิงจากวัสดุนี้สร้างได้ยากอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพควอนตัมภายนอกที่สูงมาก เช่น จอแสดงผล”
แต่สำหรับข้อดีทั้งหมด แอนติบอดีเพื่อการรักษาถูกจำกัดโดยความสามารถของเราในการควบคุมพวกมัน การแสดงออกและการควบคุมของพวกมันสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดทางเคมีได้ แต่ความสามารถในการปรับแต่งกิจกรรมได้อย่างแม่นยำในเวลาและ ณ ที่ที่ต้องการนั้นยังคงเข้าใจยากจนถึงตอนนี้ ทำให้ไม่สามารถควบคุมการทำงานของแอนติบอดีภายในเซลล์ที่มีชีวิตได้
หนึ่งเดียวในแพลตฟอร์มทั้งหมดในเกาหลีใต้ สามารถบรรลุการควบคุมนี้ได้โดยใช้เทคนิค split–rejoin โดยสังเขป นักวิจัยฉีดแอนติบอดี้เป็นชิ้นส่วนแยก 2 ชิ้นที่ไม่ได้ใช้งาน (กิ่งก้านรูปตัว Y สองกิ่งแยกกัน) และใช้แสงสีน้ำเงินเพื่อกระตุ้นปฏิกิริยาที่นำไปสู่การเชื่อมโยงของกิ่งก้านและเป็นผลให้เปิดใช้งานฟังก์ชันการป้องกันของพวกมัน พวกเขาเรียกแอนติบอดีที่สร้างขึ้นในลักษณะนี้ว่า “แอนติบอดีภายในเซลล์ที่กระตุ้นการทำงานของออปโตเจเนติคัล” หรือ “ออปโตบอดี้”
แอนติบอดีภายในเซลล์ที่กระตุ้นด้วยแสงเมื่อเซลล์รับแสงใน GFP (nMagHigh1 และ pMagHigh1) ถูกกระตุ้นโดยแสงสีน้ำเงิน แยกชิ้นส่วนนาโนบอดี้ของ GFP ซึ่งโรมมิ่งอย่างอิสระในเซลล์ ประกอบกลับเข้าไปใหม่ ขณะนี้ nanobodies GFP ที่เปิดใช้งานทั้งหมดเหล่านี้ย้ายไปที่โปรตีนเป้าหมาย นักวิจัยได้ปรับแพลตฟอร์มของตนให้เหมาะสมก่อนเพื่อแทรกโดเมนที่มีผลผูกพัน พวกเขาทดสอบกับชิ้นส่วนแอนติบอดีสองชิ้นที่เลือกไว้สำหรับความจำเพาะและความเสถียรของเป้าหมายที่สูง: ชิ้นส่วนที่แปรผันได้สายเดี่ยว (scFv) และแอนติบอดีที่มีโดเมนเดียว (ที่เรียกว่านาโนบอดี) พวกเขาระบุครั้งแรกใน nanobody โปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) ไซต์ที่ต้องการการกระตุ้นด้วยแสงเพื่อกระตุ้นการรวมตัวของแอนติบอดีอีกครั้ง จากนั้นจึงเปรียบเทียบกิจกรรมของยลของออปโตบอดี้กับแอนติบอดีที่คล้ายคลึงกันที่ไม่มีการควบคุม
ในขณะที่แต่ละชิ้นส่วนของแอนติบอดีที่แยกจากกันไม่ได้แสดงกิจกรรมของไมโตคอนเดรียมากนัก ออปโตบอดี้ที่สร้างขึ้นโดยการเชื่อมโยงกิ่งทั้งสองแสดงรูปแบบการแสดงออกที่คล้ายคลึงกันกับแอนติบอดีดั้งเดิม การค้นพบนี้บ่งชี้ว่าไม่มีความแตกต่างเชิงหน้าที่ระหว่างออปโตบอดี้และแอนติบอดีตามธรรมชาติที่พวกมันจำลอง
Credit : hospitalpoetry.com hotairpress.org hotelacciudaddepamplona.com hpfruit.net hzsychw.com
