Исследователям из Тайваня удалось разработать менее токсичный способ получения люминесцентных углеродных наноточек исходя из отходов кофейной гущи.

Люминесцентные квантовые точки (наноточки) представляют собой полезные материалы для визуализации процессов, протекающих внутри клетки, применения в оптоэлектронике и конверсии солнечной энергии в электрическую. Однако для производства квантовых точек часто приходится применять токсичные реактивы, что, естественно, вызывает обеспокоенность по поводу их безопасности.

Исследователям из Тайваня удалось разработать менее токсичный способ получения люминесцентных углеродных наноточек исходя из отходов кофейной гущи.

Фотолюминесцентные квантовые точки из сульфида или селенида кадмия отличаются высоким квантовым выходом, однако токсичность кадмия и его способность к аккумуляции в живой природе нежелательны с точки зрения охраны окружающей среды. Определенным потенциалом в области практического применения обладают также квантовые точки из серебра и золота, однако их квантовый выход ниже, к тому же, они отличаются слишком высокой стоимостью.

Таким образом, применение углеродных квантовых точек (С-точек) может характеризоваться большей перспективностью, поскольку углеродные точки менее опасны для окружающей среды, а также отличаются хорошей химической стабильностью и хорошим квантовым выходом.

Метод, разработанный Хуан-Цунг Чангом (Huan-Tsung Chang) из Национального Университета Тайваня позволит получать эти полезные материалы из старой кофейной гущи.

Исследователи получили С-точки с помощью измельчения и последующего нагревания кофейной гущи. В отличие от многих известных протоколов получения квантовых точек, для метода, разработанного Чангом, не требуется использование сильных кислот.

Преимуществами нового метода являются простота, возможность его масштабирования, равно как и биологическая совместимость получаемого материала.

Исследователи из группы Чанга изучили С-точки с помощью различных аналитических методов, а затем использовали их в таких практических приложениях как визуализация внутриклеточных процессов и масс-спектрометрии лазерной десорбции-ионизации (surface-assisted laser desorption/ionisation mass spectrometry) для определения ангиотензина I (это пептид, вызывающий сужение кровеносных сосудов и повышение давления).

Рафаэль Луке (Rafael Luque), эксперт по превращению биомассы и отходов в полезные химические и вещества и материалы из Университета Кордовы отмечает, что работа Чанга представляет собой изящный пример, иллюстрирующий возможность повышения ценности биомассы и отходов за счет их превращения в ценные химические вещества и материалы. Хотя потенциал углеродных люминесцентных наноточек еще предстоит выяснить, полученные результаты уже могут рассматриваться как первые успешные шаги в разработке альтернатив квантовым точкам на основе CdS и CdSe.

Чанг заявляет, что в будущем его группа планирует продолжить работу по получению С-точек высокого качества из других органических соединений различного строения. В планах команды Чанга также получение функционализированных С-точек для обнаружения и подавления роста опухолевых клеток.