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精準煉金術─萊斯大學發表量子點光觸媒技術點亮未來
作者:Science and Technology Division, TECO in Houston 現職:Science and Technology Division, TECO in Houston
文章來源:Quantum dots display promise for polymers
發佈時間:2018.04.19
量子點 (Quantum dot) 是一種可發出高亮度螢光的奈米半導體材料,使用於顯影劑或生物分子標定等用途,近年來已延伸應用在顯示器的材料上。由於其光電特性非常容易調整,量子點也開始被應用於工業化學的領域。美國德州萊斯大學 (Rice University) 的助理教授 Eilap Egap 博士於2018年1月發表於《ACS Macro Letters》期刊中指出,透過量子點的特性開發出量子點光觸媒,將可利用不同的光線精準地控制聚合反應,產生前所未見的聚合物。

一般而言,製造塑膠的原料(例如:聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯,以及塊狀共聚物 (block copolymer) 等聚合物)皆需要貴重的過渡金屬做為觸媒。然而 Egap 博士的團隊利用光控原子轉移自由基聚合反應(photo-controlled atom-transfer radical polymerization),發展出一套既經濟又穩定的新方法,便是用硒化鎘量子點,作為引發聚合反應發生的光觸媒,進而控制聚合反應的進行。這在聚合物的合成是一個劃時代的技術。以往若要合成具有不同單體的共聚物(copolymer),並無法有效地控制不同單體的排列順序,只能被動的讓各種單體在合成的聚合物中隨機排列。但現在利用量子點光觸媒,將可以精準的排列聚合物中各種單體的位置,甚至合成出同時具有無機物以及有機物單體的混合結構。

這樣精準又具彈性的量子點光觸媒合成方法,在發光二極體、磁電子元件 (magnetoelectronics) 以及生物影像等領域都可預期有相關應用,例如,可利用量子點光觸媒促成縮短太陽能板製程。在不久的將來,我們或許可以看到許多新興聚合物的材料出現,而這可能都要歸功於量子點光觸媒所發展出新的合成方法。

參考資料 (顏碩廷 編譯):
1. Quantum dots display promise for polymers. https://www.sciencedaily.com/releases/2018/02/180208120845.htm
2. Huang et al., Semiconductor Quantum Dots as Photocatalysts for Controlled Light-Mediated Radical Polymerization, ACS Macro Lett., 2018, 7(2), pp 184-189.
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