Современная электроника №3/2023

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 46 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2023 ли революционный прогресс в этой области . Судя по обилию и разнообразию представленных образцов новой про - дукции , следует ожидать , что в бли - жайшем будущем видеотехника , использующая технологии QD, посте - пенно будет вытеснять устройства на базе традиционных люминофоров [62]. Очень интересным является направ - ление , связанное с люминесцентны - ми солнечными концентраторами на квантовых точках (quantum dots luminescent solar concentrators – LSC). Идея LSC заключается в том , что кван - товые точки типа CuInSe2–xSx (CISeS) поглощают солнечное излучение в инфракрасной области и эффективно излучают в процессе флуоресценции в несколько смещённом спектре . При этом реабсорбция составляет незначи - тельную величину . Этот метод в принципе позволя - ет превратить стандартные окна или боковые стены дома в энергогенери - рующие устройства [63]. Квантовые точки открывают возмож - ность создания принципиально новых устройств фотопреобразования , прин - цип работы которых основан на уни - кальных физических процессах , харак - терных для сверхмалых коллоидных квантовых точек . В качестве примера можно привести размножение носите - лей , в процессе которого генерируется несколько электронно - дырочных пар из одного поглощённого фотона . Это уникальное свойство используется в разработках новых лазерных устройств медицинского назначения [64]. Благодаря размерам в несколько нанометров , уникальному узкому спек - тру излучения , очень большому кван - товому выходу , а также биологической совместимости углеродные квантовые точки стали идеальным средством для производства зондов комплексной визуализации химических и биологи - ческих процессов на клеточном уровне . В последние годы флуоресцентная визуализация биологических объектов (bioimaging) приобретает всё бо́льшую популярность в медицинских , биоло - гических и фармацевтических иссле - довательских лабораториях . Эта мето - дика позволяет в реальном масштабе времени изучать процессы в различ - ных химических реакциях , в том чис - ле происходящих в живых организмах . Современные технологии позво - ляют синтезировать QD, излучаю - щие в первом (650…950 нм ) и вто - ром (1000…1400 нм ) окнах ближнего инфракрасного диапазона (NIR), кото - рые обеспечивают высокое качество изображения исследуемых объектов . Для многоцветной биовизуализа - ции с использованием двух или более длин волн излучения применяются полупроводниковые квантовые точ - ки и углеродные квантовые точки . Эта методика позволяет исследовать мно - гоступенчатые биологические процес - сы [65]. Среди эффективных методов лече - ния рака известны два метода , исполь - зующие внешнее воздействие на пора - жённые клетки лучом лазера . Один из методов , фототермическая тера - пия ФТТ (PTT – photothermal), преоб - разует лазерный луч в тепло , разру - шающее опухолевые клетки . Другой метод , фотодинамическая терапия ФДТ (photodynamic therapy – PDT), использует лазерный свет для генера - ции активных форм кислорода , кото - рые могут разрушать раковые клетки . В последнее время появились рабо - ты , в которых используются методы ФДТ и ФТТ в совокупности с много - цветной биовизуализацией . Наноточки можно модифицировать таким образом , чтобы на их поверхно - сти закреплялись светочувствительные молекулы , которые сильно разогрева - ются под действием флуоресцентного излучения QD. Модифицированные наноточки доставляются в раковые клетки и облучаются ультрафиоле - товым светом определённой длины волны , вызывающим , в свою очередь , разогревающий эффект . Аналогичная комбинированная схема применяется и в случае с ФДТ . Подобные исследо - вания проводятся во многих лабора - ториях мира . Например , в работе [66] использовались модифицированные графеновые квантовые точки (GQD) для фототермической терапии (PTT). Ученые из Национального универси - тета Сингапура обнаружили , что агре - гированные , фотосенсибилизирован - ные агрегаты наночастиц золота могут успешно использоваться для мульти - модальной визуализации и синергети - ческой фототерапии при лечении рако - вых заболеваний [67]. В современной медицине на пер - вом этапе лечения основной является детальная диагностика , выполняемая с помощью сложнейшего электронно - го оборудования . Наряду с уже исполь - зуемыми методами идентификаторы положения и подсвечивающие устрой - ства на базе QD являются необходи - мыми компонентами диагностическо - го комплекса , работающего в режиме реального времени . На сегодняшний день системы биовизуализации на базе QD, помимо излучающих нанозондов , содержат также сложные электрон - ные системы регистрации и обработ - ки излучения . Эта техника позволяет не только обнаруживать повреждён - ные клетки в организме человека , но также и доставлять средства лечения непосредственно в клетку ( рис . 8). Оригинальное применение нано - точкам нашли разработчики из Тех - нологического института ВВС США (Air Force Institute of Technology). Они разработали краску , содержа - щую квантовые точки , которые меня - ют спектр флуоресценции в зависимо - сти от состояния поверхности металла , на который она нанесена . Таким обра - зом , появляется возможность экспресс - анализа состояния деталей самолета с помощью просвечивания его мягким ультрафиолетом [69]. Уникальное свойство исключитель - ной прочности углеродных квантовых точек использовали в своих разработ - ках китайские учёные из Университе - та Паньжихуа (Panzhihua University). Они разработали моторное масло для автомобильных двигателей , в которое в качестве присадок добавляли угле - родные квантовые точки (CQD) ( рис . 9) Прочные и однородные по размеру CQD, обладающие низкой токсично - стью наряду с высокой химической и термической стабильностью , вызыва - ют возрастающий интерес , кроме тра - диционных электронной и медицин - ской областях , в таких приложениях , как материаловедение , автомобиль - ный , морской и авиационный транс - порт . Рис . 7. На выставке «Display Week 2022» были показаны новейшие образцы AR/ VR, OLED, microLED оборудования , телевизоров и носимых устройств на базе QD [61]