Колектив французьких вчених запропонував метод самозбірки тривимірних структур з квантових точок

NNN вже не раз і не два знайомив своїх читачів з успіхами вчених щодо використання різних біомолекул для самозбірки наноструктурованих матеріалів. На цей раз крім біологічного «шаблону» колектив французьких дослідників використовував не менш популярні квантові точки – загалом, тема досить актуальна зі всіх сторін. Особливо, враховуючи, що квантові точки мають тривимірне упорядкування у кінцевій структурі. Цікаво, як це вплине на їх спектральні властивості?

Але на початку пару слів про синтезі подібної структури. Автори статті раніше вже експериментували з липидными шарами, які сприяли упаковці модифікованих квантових точок CdSe/ZnS (гексапептид СССSSSD) в ламилярные структури, завдяки електростатичної взаємодії (негативно заряджений «хвіст» гексапептиду притягається до позитивно зарядженої поверхні ліпідного шару). Однак у цьому випадку дослідникам не вдавалося домогтися впорядкованої структури всередині кожного шару, що робило цю структуру лише двовимірної.

Рис. 1. Схема, що пояснює протікає процес самозбірки.

У своїй новій роботі автори запропонували на додаток до липидным верствам використовувати актиновые микрофиламенты для отримання впорядкованої структури всередині кожного шару. Для цього всі три компоненти (квантові точки, актиновые микрофиламенты і везикули подвійного ліпідного шару, що складаються з цвиттер-іонного DMPC і катіонного DMTAP) містилися в капілярі, в якому через кілька діб з початку дуже повільного взаємодії була виявлена ламеллярная гібридна структура.

Рис. 2. Схема, що відображає початковий склад суміші (а), а також зростаюча структура при денному та УФ світлі (b-d). Результати малокутової рентгенівської дифракції (е). Схема упаковки наноточек (f,i), розподіл електронної щільності в цій структурі (g), а також мікрофотографія, отримана з допомогою електронної мікроскопії.

Спектри фотолюмінесценції отриманої тривимірної структури відрізняються від таких для невпорядкованих і двовимірних структур. На спектрах виявлено невеликий батохромный зсув (13 нм), який за словами авторів статті, не пов’язаний із зміною хімічного оточення квантових точок.

Перенесення енергії між сусідніми квантовими точками в якості причини такого зсуву автори також вважають неспроможним з-за великої відстані між ними (10 нм), що перевершує ферстеровский радіус (5-7 нм).

В якості найбільш правдоподібною гіпотези, автори статті запропонували внесок так званої «суперлюминесценции» (за літературними даними, спостерігається навіть при дуже великій відстані між квантовими точками – до 150 нм), доказ якої наводиться лінійна залежність інтенсивності люмінесценції від величини батохромного зсуву.


Рис. 3. Порівняйте спектри фотолюмінесценції невпорядкованих наноточек і тривимірної структури (а). Для доказу «сверхлюминесцентной» природи додаткового піка в спектрі люмінесценції, автори досліджували залежність інтенсивність люмінесценції від величини зсуву (b,c).

Результати досліджень опубліковані в статті:

Etienne Henry, Aurélien Dif, Marc Schmutz, Loic Legoff, François Amblard, Valérie Marchi-Artzner, and Franck Artzner Crystallization of Fluorescent Quantum Dots within a Three-Dimensional Bio-Organic Template of Actin Filaments and Lipid Membranes. – Nano Lett. – 2011. – 11(12). – pp.~5443-5448; DOI: 10.1021/nl203216q.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *