Журнал "Оптика и спектроскопия" опубликовал пять статей сотрудников международных лабораторий нано-биоинженерии и гибридных фотонных наноматериалов по различным аспектам практического применения квантовых точек.

В журнале "Оптика и спектроскопия" опубликованы работы, выполненные в международных лабораториях нано-биоинженерии (ЛНБИ) и гибридных фотонных наноматериалов (ЛГФН) НИЯУ МИФИ в сотрудничестве с другими российскими и зарубежными научными центрами, и ранее представленные на международной конференции "Photonic Colloidal Nanostructures: Synthesis, Properties, and Applications" (PCNSPA 2018) в Санкт-Петербурге.

Все пять публикаций касаются использования квантовых точек — флуоресцентных полупроводниковых нанокристаллов — в различных областях: в медицине, оптоэлектронике, фотовольтаике.

В статье А.В. Сухановой, F. Ramos-Gomes, F. Alves, P. Chames, D. Baty и И.Р. Набиева "Advanced nanotools for imaging of solid tumors and circulating and disseminated cancer cells" суммированы преимущества конъюгатов квантовых точек с однодоменными антителами — самыми миниатюрными белковыми молекулами, способными распознавать антигены — в качестве наноразмерных флуоресцентных зондов, позволяющих выявлять не только злокачественные опухоли, но и формирующиеся мелкие метастазы и даже отдельные раковые клетки в токе крови.

Точное и надежное выявление биомаркеров с помощью таких флуоресцентных нанозондов требует выбора оптимальных условий возбуждения и регистрации флуоресценции квантовых точек. Этой проблеме посвящена теоретическая работа Ю.А. Кузищина, И.Л. Мартынова, П.С. Самохвалова, А.А. Чистякова и И.Р. Набиева "Optimization of excitation and detection modes to detect ultra-small amounts of semiconductor quantum dots based on cadmium selenide." Авторы построили математическую модель, с помощью которой подобрали режим, позволяющий регистрировать флуоресценцию сверхмалых количеств квантовых точек.

В фотовольтаике одно из перспективных направлений исследований — использование клеточных мембран фотосинтетических бактерий для преобразования световой энергии в электричество. Работа В.А. Кривенкова, П.С. Самохвалова, А.А. Чистякова и И.Р. Набиева "Quantum dots improve photovoltaic properties of purple membranes under near-infrared excitation" является развитием подхода к увеличению эффективности преобразования энергии в таких системах за счет внедрения в них квантовых точек. В созданной авторами солнечной ячейке эти нанокристаллы поглощают свет в широком спектральном диапазоне и затем передают энергию фоточувствительному белку бактериородопсину, который генерирует разность электрических потенциалов на мембране. Авторы показали возможность двухфотонного поглощения света такими гибридными системами в инфракрасной области, что значительно увеличивает эффективность использования световой энергии.

Квантовые точки используются и для прямо противоположной цели — генерации оптического излучения. В работе Д.А. Онищука, А.С. Павлюка, П.С. Парфенова, А.П. Литвина и И.Р. Набиева "Near infrared LED based on PbS nanocrystals" получен основанный на квантовых точках светодиод, излучающий в ближней инфракрасной области.

В исследовании С.А. Гончарова, В.А. Кривенкова, П.С. Самохвалова, И.Р. Набиева и Ю.П. Раковича "Photoluminescence properties of thin-film nanohybrid material based on quantum dots and gold nanorods" изучен новый подход к повышению квантового выхода люминесценции квантовых точек. Авторы использовали эффект взаимодействия экситонов, образующихся в квантовых точках, и локализованных плазмонов в наночастицах благородных металлов. Этот эффект, влияя на время жизни фотолюминесценции, позволяет повысить вероятность биэкситонного излучения настолько, что оно становится основным компонентом фотолюминесценции квантовых точек.

Журнал "Оптика и спектроскопия" основан в 1956 году, публикует оригинальные и обзорные статьи по фундаментальным и прикладным исследованиям в этой области, которые цитируются во всех международных базах данных. Начиная с 1990-х годов, издается английская версия журнала.

Контакты:

Директор по внешним связям ЛНБИ М. Г. Коренкова (MGKorenkova@mephi.ru)

Инженер-исследователь ЛГФН А. В. Коренкова (alexandrav.korenkova@gmail.com)

Лаборатория нано-биоинженерии,
Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ", 115409 Российская Федерация, Москва, Каширское шоссе, д. 31.
www.lnbe.mephi.ru

Лаборатория гибридных фотонных наноматериалов,
Национальный Исследовательский Ядерный Университет "МИФИ",
115409 Российская Федерация, Москва, Каширское шоссе, д. 31
http://lpnm.mephi.ru/index.php/ru/

 
 
 
© 2012 Laboratory of Nano-BioEngineering