(Phys.org)—Onderzoekers hebben aangetoond dat tomatenpulp opgelost in water uiteindelijk kan worden omgezet in een poeder van nanodeeltjes met koolstofstippen met een diameter van minder dan 5 nm. Zoals alle koolstofpunten, een van de belangrijkste kenmerken van de koolstofstippen uit tomaten is een intense fluorescentie, wat kan leiden tot toepassingen in imaging en sensing.

De onderzoekers, geleid door Jinping Wang aan de Qingdao Agricultural University, hebben een artikel gepubliceerd over de synthese van koolstofstippen uit tomaat in een recent nummer van Nanotechnologie .

Koolstofstippen zijn een nieuwe klasse van fluorescentie-nanomateriaal dat onderzoekers onderzoeken als een mogelijk alternatief voor halfgeleiderkwantumstippen en organische kleurstoffen. Omdat ze zo nieuw zijn, de kwantummechanismen die ten grondslag liggen aan hun fluorescentie zijn nog steeds niet goed begrepen. Koolstofstippen kunnen uit veel verschillende bronnen komen, van koolstofnanobuisjes tot verschillende soorten biomassa, zoals fruit, groenten, en bloemen, en stippen uit verschillende bronnen vertonen verschillende fluorescentie-eigenschappen.

Een voordeel van het gebruik van tomaten als bron van koolstofstippen is dat tomaten goedkoop zijn en dat het proces relatief eenvoudig is. In principe, verse tomaat wordt in stukjes gesneden, tot pulp verpletterd door een tissue compactor, opgelost in water, verwarmd in een magnetron, gecentrifugeerd om grote deeltjes te verwijderen, en vervolgens gefilterd door dialyse, een vast poeder van nanodeeltjes achterlatend. Hoewel het proces eenvoudig is, de onderzoekers toonden aan dat het nog steeds de potentie heeft om hoogwaardige carbon dots te produceren.

Een van de belangrijkste resultaten van de nieuwe studie is dat de UV-fluorescentie-eigenschappen van de koolstofstippen kunnen worden gecontroleerd vanwege het kwantumbeperkende effect, wat niet vaak het geval is bij carbon dots afkomstig uit biomassa. Hier, de onderzoekers toonden aan dat, door toevoeging van bepaalde organische verbindingen (ethyleendiamine (EDA) en ureum), ze konden de grootte regelen en de fluorescentie afstemmen van de nanodeeltjes gevormd uit de tomatenpulp.

"Verse koolstofstippen uit tomaten, afgestemd door ureum, kunnen fluorescentie uitzenden in het UV-gebied vanwege het kwantumopsluitingseffect, " vertelde Wang" Phys.org . "Ons toekomstig onderzoeksplan is om rode emissieve koolstofstippen te verkrijgen met behulp van biomassa als voorlopers."

Om de mogelijke toepassingen te illustreren, de onderzoekers evalueerden de koolstofstippen voor hun gebruik als kleurstoffen voor bioimaging-schimmels, en ook als sensoren voor vanilline, die toepassingen heeft in de biobrandstofindustrie. De onderzoekers toonden aan dat de koolstofstippen zeer biocompatibel waren met de schimmels en fel verlicht werden wanneer ze door een laser werden geëxciteerd. In het geval van vanillinedetectie, ze toonden aan dat de vanilline de fluorescentie van de koolstofstippen dooft, waarbij de hoeveelheid uitdoving evenredig is met de vanillineconcentratie. De onderzoekers zijn van plan om deze en andere toepassingen in de toekomst verder te onderzoeken.

© 2017 Fys.org