北卡罗莱纳州立大学马特·希普曼 北卡罗来纳州的研究人员开发了一种合成钙钛矿量子点的微流体系统，大大降低了制造成本，可以根据需要调整到任何颜色，并允许实时过程监控，以确保质量控制
学分:米拉德·阿布哈桑尼，北卡罗来纳州立大学 北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种微流体系统，用于在可见光的整个光谱范围内合成钙钛矿量子点
该系统大大降低了制造成本，可以根据需要调整到任何颜色，并允许实时过程监控，以确保质量控制
在过去的二十年里，胶体半导体纳米晶体，即量子点，已经作为一种新型材料出现，应用范围从生物传感和成像到发光二极管显示和太阳能收集
新系统可用于连续制造高质量的量子点，用于这些应用
“我们称这个系统为纳米晶体(NC)工厂，它建立在我们2017年发布的纳米机器人微流体平台上，”NC州立大学化学和生物分子工程助理教授Milad Abolhasani说，他也是该论文的作者
阿布哈桑尼说:“我们不仅可以使用连续制造方法制造任何颜色的量子点，而且数控工厂系统是高度模块化的。”
这意味着，结合连续的过程监控，该系统允许根据需要进行修改，以消除批次间的差异，这对于传统的QD制造技术来说是一个重大问题
此外，我们在这项工作中开发的化学物质允许钙钛矿QD加工在室温下进行
" 量子点的荧光颜色是化学成分、尺寸和纳米晶体加工方式的结果
纳米机器人系统中最初采用的QD合成策略允许在室温下合成绿色发射钙钛矿量子点，这种量子点是用溴化铯铅制成的
数控工厂从溴化铯铅钙钛矿量子点开始，但随后引入了各种卤化物盐，以在整个可见光光谱范围内精确调整它们的荧光颜色
这些盐中的阴离子用碘原子(向光谱的红端移动)或氯原子(向蓝色移动)代替发绿光的点中的溴原子
阿布哈桑尼说:“因为数控工厂可以精确控制化学成分和工艺参数，它可以用来连续制造任何颜色和最高质量的钙钛矿量子点。”
北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种微流体系统，用于在整个可见光光谱范围内合成钙钛矿量子点
量子点被用于从生物传感和成像到发光二极管显示和太阳能收集的应用中
新系统可用于连续制造高质量量子点，用于这些应用
信用:北卡罗莱纳州米拉德·阿布哈桑尼 数控工厂系统由三个“即插即用”模块组成
研究人员开发了一个预混合模块，以加速卤化物盐和量子点的混合，从而提高产品质量
该系统还集成了一个速度传感器，允许用户准确监控反应时间
然后使用纳米机器人过程监控模块对合成的量子点进行原位监控
“从科学的角度来看，数控工厂系统让我们发现这种卤化物交换过程分三个阶段进行，”阿布哈桑尼说
“这对于更好地理解反应机制非常重要
但该系统也能影响与量子点应用和制造相关的实际问题
" 例如，钙钛矿量子点因其效率而对太阳能产业有吸引力，但是它们仍然太昂贵而不能大规模采用
其中超过60%的成本是由制造业劳动力造成的
“数控工厂系统将需要更少的劳动力来持续运行，”阿布哈桑尼说
“我们估计该系统可以将整体制造成本降低至少50%
它应该降低任何应用的量子点的制造成本，至少应该保持——如果不是提高——量子点的质量
阿布哈桑尼说:“我们已经提交了该系统的专利，并正在与行业合作者合作，将这项技术商业化。”
论文《模块化微流控平台实现无机钙钛矿量子点的简易室温阴离子交换反应》发表在《高级功能材料》杂志上
第一作者是卡梅尔·阿卜杜勒·拉蒂夫和罗伯特·埃普斯
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北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程专业的学生
这篇论文是由北卡罗来纳州立大学的本科生科尔文·克尔合著的；克里斯托弗·帕帕，博士
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北卡罗来纳州立大学化学系学生；和北卡罗莱纳州晚安创新杰出化学教授费利克斯·卡斯特利亚诺
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