美国国家科学技术研究委员会
FN热分解自组装反应形成NGs的可能机制示意图，以及在四种不同溶剂体系下制备乙醇溶液的照片
信用:韩国科学技术研究所 石墨烯由平面结构组成，碳原子连接成类似蜂窝的六边形
当石墨烯的尺寸减小到几纳米(nm)时，它就变成了石墨烯量子点，表现出荧光和半导体特性
石墨烯量子点可作为一种新型材料用于各种应用，包括显示屏、太阳能电池、二次电池、生物成像、照明、光催化和传感器
人们对石墨烯量子点的兴趣越来越大，因为最近的研究表明，控制某些材料碳结构中杂原子(如氮、硫和磷)的比例可以增强它们的光学、电学和催化性能
韩国科学技术研究所(科学技术研究所，所长尹锡金)报告说，由博士领导的研究小组
秉俊文和博士
功能复合材料研究中心的苏康·裴开发了一种技术，通过简单的化学反应控制，精确控制零维碳纳米材料石墨烯量子点中单个异质原子的键合结构；他们发现了相关的反应机制
为了控制石墨烯量子点中杂原子的掺入，研究人员先前已经研究了在量子点本身已经合成之后使用添加剂将杂原子引入到量子点中
然后必须进一步纯化该点，因此该方法在整个制造过程中增加了几个步骤
所研究的另一种方法包括同时使用多种有机前体(这是点合成的主要成分)，以及含有杂原子的添加剂
然而，这些方法具有显著的缺点，包括最终产品的结晶度降低和总反应产率降低，因为必须实施几个额外的纯化步骤
此外，为了获得具有制造商期望的化学组成的量子点，必须优化各种反应条件，例如添加剂的比例
这将不可避免地导致整个过程持续时间和单位制造成本的增加
传统的制造方法使用酸性前体或溶液，因此需要中和和纯化步骤
相反，新开发的工艺使用在合成过程中被中和的弱碱性前体，这意味着该工艺的优点是生产的石墨烯量子点在准备使用之前不需要额外的处理
研究团队还使用基于计算化学的计算机建模发现，石墨烯量子点合成过程中使用的溶剂会影响有机前体富马腈的氧化，富马腈也含有杂原子(氮)
这意味着溶剂类型最终决定了最终石墨烯量子点产品的化学组成
此外，基于所使用的特定溶剂计算的有机前体的理论氧化能值被实验证明具有预测最终石墨烯量子点的近似化学组成的能力
博士；医生
KIST的苏康Bae表示，“我们开发了一种新的平台技术，可以通过单一合成过程选择性地调整h-eteroatoms的化学成分来合成石墨烯量子点，而无需使用除了有机前体(如富马腈)之外的其他添加剂，”并补充道，“因为我们发现了一种无需额外的后处理或纯化过程就能实现石墨烯量子点大规模合成的方法，所以我们能够减少整体处理时间，并提高合成过程的经济可行性。”
" 此外，这一成就有望推动纳米碳材料的发展，增加中小企业的经济机会，并进一步促进与碳材料产业扩张相关的人力资源增长，碳材料产业是全州省的区域战略产业
这项研究是作为贸易、工业和能源部的机构研究计划和材料部件技术发展计划进行的
这项研究的结果发表在《自然通讯》杂志上
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