, квант цэгүүд
Хэд хэдэн нанометр хэмжээтэй хагас дамжуулагч талстууд коллоид аргаар нийлэгдэнэ. Квантын цэгүүд нь цөм болон үндсэн бүрхүүлийн гетероструктур хэлбэрээр байдаг. Жижиг хэмжээтэй тул QD нь задгай хагас дамжуулагчаас ялгаатай шинж чанартай байдаг. Цэнэг тээвэрлэгчдийн хөдөлгөөнийг орон зайн хязгаарлах нь электрон түвшний салангид бүтцээр илэрхийлэгддэг квант хэмжээний нөлөөнд хүргэдэг тул QD-ийг заримдаа "хиймэл атом" гэж нэрлэдэг.
Хэмжээ, химийн найрлагаасаа хамааран квант цэгүүд нь харагдах ба хэт улаан туяаны мужид фотолюминесценцийг харуулдаг. Санал болгож буй нано талстууд нь өндөр хэмжээтэй (95% -иас дээш) хэмжээтэй учраас ялгаруулалтын нарийн спектртэй (флюресценцийн оргил хагас өргөн 20-30 нм) бөгөөд энэ нь өнгөний гайхалтай цэвэр байдлыг баталгаажуулдаг.
Квантын цэгүүдийг туйлшралгүй уусмал хэлбэрээр нийлүүлж болно органик уусгагчгексан, толуол, хлороформ гэх мэт, эсвэл хуурай нунтаг хэлбэрээр.
Нэмэлт мэдээлэл
Ялангуяа фотолюминесцент квант цэгүүд нь фотон шингээлт нь электрон нүхний хосыг үүсгэдэг бөгөөд электрон ба нүхний дахин нэгдэл нь флюресцент үүсгэдэг. Ийм квант цэгүүд нь нарийхан, тэгш хэмтэй флюресценцийн оргилтой байдаг бөгөөд тэдгээрийн байрлал нь тэдгээрийн хэмжээгээр тодорхойлогддог. Иймд хэмжээ, найрлагаасаа хамааран QD нь спектрийн хэт ягаан туяаны, үзэгдэх эсвэл IR бүсэд флюресцэж болно.
Кадми халькогенид дээр үндэслэсэн квант цэгүүд нь хэмжээнээсээ хамааран өөр өөр өнгөөр гэрэлтдэг.
Жишээлбэл, ZnS, CdS, ZnSe QD нь хэт ягаан туяаны бүсэд, CdSe, CdTe нь харагдахуйц хэсэгт, PbS, PbSe, PbTe нь IR-ийн ойролцоо (700-3000 нм) бүсэд флюресцдэг. Үүнээс гадна дээрх нэгдлүүдээс оптик шинж чанар нь анхны нэгдлүүдээс ялгаатай байж болох гетерострукцийг бий болгох боломжтой. Хамгийн алдартай нь илүү өргөн зайтай хагас дамжуулагчийн бүрхүүлийг нарийн зайтай хагас дамжуулагчаас цөм болгон ургуулах явдал юм; жишээлбэл, ZnS бүрхүүлийг CdSe цөм дээр ургуулдаг.
ZnS-ийн эпитаксиаль бүрхүүлээр бүрсэн CdSe цөмөөс бүрдэх квант цэгийн бүтцийн загвар (сфалерит бүтцийн төрөл)
Энэхүү техник нь QD-ийн исэлдэлтийн тогтвортой байдлыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх, түүнчлэн цөмийн гадаргуу дээрх согогийн тоог багасгах замаар флюресценцийн квантын гарцыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. QD-ийн өвөрмөц шинж чанар нь өргөн хүрээний долгионы уртад тасралтгүй шингээх спектр (флюресценцийн өдөөлт) бөгөөд энэ нь QD-ийн хэмжээнээс хамаарна. Энэ нь ижил долгионы урттай өөр өөр квант цэгүүдийг нэгэн зэрэг өдөөх боломжийг олгодог. Нэмж дурдахад QD нь уламжлалт флюрофортой харьцуулахад илүү тод, илүү сайн гэрэлтдэг.
Квантын цэгүүдийн ийм өвөрмөц оптик шинж чанарууд нь тэдгээрийг анагаах ухаанд оптик мэдрэгч, флюресцент маркер, гэрэл мэдрэмтгийлэгч болгон ашиглах, түүнчлэн IR бүсэд фотодетектор, өндөр үр ашигтай нарны зай, жижиг LED, цагаан гэрлийн эх үүсвэр үйлдвэрлэхэд өргөн боломжийг нээж өгдөг. , нэг электрон транзистор ба шугаман бус оптик төхөөрөмжүүд.
Квантын цэгүүдийг олж авах
Квантын цэгүүдийг үүсгэх хоёр үндсэн арга байдаг: коллоид синтез, прекурсоруудыг "колбонд" холих, эпитакси, жишээлбэл. субстратын гадаргуу дээрх талстуудын чиглэсэн өсөлт.
Эхний аргыг (коллоид синтез) хэд хэдэн хувилбараар хэрэгжүүлдэг: өндөр эсвэл өрөөний температурт, органик уусгагч эсвэл усан уусмал дахь идэвхгүй орчинд, органик металлын прекурсортой эсвэл агуулаагүй, бөөмжилтийг хөнгөвчлөх молекулын кластертай эсвэл байхгүй. Квантын цэгүүдийг олж авахын тулд бид өндөр буцалгах органик уусгагчид ууссан органик бус металлын прекурсоруудыг халаах замаар инертийн орчинд явуулсан өндөр температурт химийн синтезийг ашигладаг. Энэ нь өндөр флюресценцийн квант гарц бүхий жигд хэмжээтэй квант цэгүүдийг авах боломжтой болгодог.
Коллоид синтезийн үр дүнд шингэсэн гадаргуутай молекулын давхаргаар бүрхэгдсэн нанокристаллуудыг гаргаж авдаг.
Гидрофобик гадаргуутай гол бүрхүүлийн коллоид квант цэгийн бүдүүвч зураг. Нарийн зайтай хагас дамжуулагчийн цөм (жишээ нь, CdSe) улбар шар өнгөөр, өргөн зайтай хагас дамжуулагчийн бүрхүүл (жишээ нь, ZnS) улаанаар, гадаргуугийн идэвхтэй бодисын молекулуудын органик бүрхүүлийг хар өнгөөр тус тус үзүүлэв.
Гидрофобик органик бүрхүүлийн ачаар коллоид квант цэгүүдийг ямар ч туйлшгүй уусгагч, зохих өөрчлөлтөөр ус, спиртэнд уусгаж болно. Коллоид синтезийн өөр нэг давуу тал нь килограммаас бага хэмжээтэй квант цэгүүдийг авах боломж юм.
Хоёрдахь арга (эпитакси) - өөр материалын гадаргуу дээр нано бүтэц үүсэх нь дүрмээр бол өвөрмөц, үнэтэй тоног төхөөрөмж ашиглахаас гадна матрицад "холбогдсон" квант цэгүүдийг үйлдвэрлэхэд хүргэдэг. Эпитаксийн аргыг үйлдвэрлэлийн түвшинд хүргэхэд хэцүү байдаг нь квант цэгүүдийг олноор үйлдвэрлэхэд сонирхолгүй болгодог.
үйлдвэрлэл
Нил ягаанаас хар улаан хүртэл аажмаар шаталсан цацраг бүхий квант цэгүүд
Квантын цэгүүдийг бэлтгэх хэд хэдэн арга байдаг бөгөөд гол нь коллоидуудтай холбоотой байдаг.
Коллоид синтез
- Квантын цэг дэх концентраци нь цахилгаан статик потенциалаас (гадна электрод, допинг, деформаци эсвэл хольцоор үүсгэгддэг) үүсч болно.
- Цахиурын квант цэгүүдийг үйлдвэрлэхэд нэмэлт металл-оксид-хагас дамжуулагч (CMOS) технологийг ашиглаж болно. Хэт жижиг (L = 20 нм, В = 20 нм) CMOS транзисторууд нь -269°C(4)-аас ойролцоогоор -258°C(4)-аас ойролцоогоор -258°-ын хооронд хэлбэлзэх криоген температурт ажиллахад нэг электрон квант цэг шиг ажилладаг. C. C (15). Транзистор нь электронууд ээлж дараалан цэнэглэгддэг тул Кулоны блокадыг харуулдаг. Суваг дахь электронуудын тоо нь тэг электронуудын эзэлснээс эхлэн хаалганы хүчдэлээр удирддаг бөгөөд үүнийг 1 эсвэл олон болгож тохируулж болно.
Вирусын цугларалт
2013 оны 1-р сарын 23-нд Dow нь Их Британид төвтэй Наноко компанитай бага температурт молекул үржүүлэх аргыг ашиглан электрон дэлгэцийн кадми квант цэгүүдийг бөөнөөр үйлдвэрлэх тусгай зөвшөөрлийн гэрээ байгуулж, 2014 оны 9-р сарын 24-нд Dow компани үйл ажиллагаагаа явуулж эхэлсэн. Өмнөд Солонгос дахь "сая кадми агуулсан зурагт болон таблет зэрэг бусад төхөөрөмжүүдэд" хангалттай хэмжээний квант цэг үйлдвэрлэх чадвартай үйлдвэрлэлийн байгууламж. 2015 оны дундуур масс үйлдвэрлэл эхлэх ёстой. 2015 оны 3-р сарын 24-нд Dow компани LG Electronics-тэй хамтран кадми агуулаагүй квант цэгүүдийг дэлгэцэн дээр ашиглах талаар зарлав.
Хүнд металл агуулаагүй квант цэгүүд
Дэлхийн олон бүс нутагт одоо гэр ахуйн олон бүтээгдэхүүнд хүнд металлын хэрэглээг хязгаарлаж, хориглож байгаа бөгөөд энэ нь ихэнх кадми-квант цэгүүд нь хэрэглээний бүтээгдэхүүний хэрэглээнд тохиромжгүй гэсэн үг юм.
Арилжааны боломжийн хувьд спектрийн үзэгдэх болон ойрын хэт улаан туяаны бүсэд тод ялгаруулалтыг харуулдаг, CdSe квант цэгүүдийнхтэй ижил оптик шинж чанартай, хязгаарлагдмал, хүнд металлгүй квант цэгүүдийг бүтээсэн. Эдгээр системүүдийн дунд жишээ нь InP/ZnS болон CuInS/ZnS байдаг.
Квантын цэгүүдийн хэмжээг тохируулах нь олон боломжит хэрэглээнд сонирхолтой байдаг. Жишээлбэл, том квант цэгүүд нь жижиг цэгүүдээс улаан руу илүү их спектрийн шилжилттэй байдаг ба квант шинж чанар багатай байдаг. Нөгөөтэйгүүр, жижиг хэсгүүд нь илүү нарийн квант нөлөөг ашиглах боломжийг олгодог.
Биологи дахь квант цэгүүдийн нэг хэрэглээ нь Форстер резонансын энергийн дамжуулалтанд донорын флюрофорууд юм. Эдгээр флюрофоруудын их унтрах коэффициент ба спектрийн цэвэр байдал нь молекулын флуорофоруудаас давуу болгодог.Түүнчлэн QD-ийн өргөн шингээлт нь сонгомол флюорофоруудаас илүү байдаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. FRET-д суурилсан судалгаанд ЧД-ийн донорын өдөөлт ба будаг хүлээн авагчийн хамгийн бага өдөөлт. Квантын цэгийг цэгийн диполь байдлаар ойртуулж болно гэж үздэг FRET загварыг ашиглах боломжтойг саяхан харуулсан.
Хавдрын онилоход квант цэгийг in vivo ашиглах нь идэвхтэй ба идэвхгүй зорилтот гэсэн хоёр зорилтот схемийг ашигладаг. Идэвхтэй онилсон тохиолдолд квант цэгүүд нь хавдрын эсийг сонгон холбохын тулд хавдрын өвөрмөц холболтын газруудаар үйлчилдэг. Идэвхгүй чиглүүлэгч нь хавдрын эсүүдийн нэвчилт, хадгалалт нэмэгдэж, квант цэгийн мэдрэгчийг дамжуулахад ашигладаг. Хурдан өсөн нэмэгдэж буй хавдрын эсүүд нь эрүүл эсээс илүү мембрантай байдаг тул жижиг нано бөөмсийг эсийн биед нэвтрүүлэх боломжийг олгодог. Үүнээс гадна, хавдрын эсүүд нь үр дүнтэй тунгалгийн ус зайлуулах системгүй байдаг бөгөөд энэ нь нано бөөмсийн дараагийн хуримтлалд хүргэдэг.
Квантын цэгийн датчик нь байгалийн нөхцөлд хоруу чанартай байдаг. Жишээлбэл, CdSe нанокристаллууд нь хэт ягаан туяаны дор өсгөвөрлөсөн эсүүдэд маш хортой байдаг, учир нь тоосонцор нь фотолиз гэж нэрлэгддэг процесст уусч, хорт кадми ионуудыг өсгөвөрлөх орчинд ялгаруулдаг. Хэт ягаан туяаны цацраг байхгүй тохиолдолд тогтвортой полимер бүрээстэй квант цэгүүд нь үндсэндээ хоргүй болохыг тогтоожээ. Квантын цэгүүдийн гидрогелийн капсулжуулалт нь квант цэгүүдийг тогтвортой усан уусмалд оруулах боломжийг олгодог бөгөөд кадми алдагдах магадлалыг бууруулдаг.Дараа нь дахин хэлэхэд, амьд организмаас квант цэгүүдийг ялгаруулах үйл явцын талаар маш бага зүйл мэддэг.
Өөр нэг боломжит хэрэглээнд квант цэгүүдийг флюресценцийн спектроскопи ашиглан мэс заслын явцад хавдар илрүүлэх зорилгоор органик бус флюорофор хэлбэрээр судалж байна.
Эсийн цитоплазмд бүрэн бүтэн квант цэгүүдийг хүргэх нь одоо байгаа аргуудын хувьд асуудал байсаар ирсэн. Векторт суурилсан аргууд нь квант цэгүүдийг нэгтгэх, эндосомоор тусгаарлахад хүргэдэг бол электропораци нь цитозол дахь хагас дамжуулагч хэсгүүд болон нэгтгэсэн цэгүүдийг гэмтээж болно. Эсийг шахах замаар квант цэгүүдийг бөөгнөрөл, эндосом дахь хөвөн, эсийн амьдрах чадварыг мэдэгдэхүйц алдагдуулахгүйгээр үр дүнтэй ашиглаж болно. Нэмж дурдахад тэрээр энэхүү аргын тусламжтайгаар бие даасан квант цэгүүдийг эсийн цитозолд илрүүлж болохыг харуулсан бөгөөд ингэснээр нэг молекулыг хянах судалгааны энэ аргын боломжийг харуулсан.
Фотоволтайк төхөөрөмж
Тохируулах шингээлтийн спектр ба квант цэгүүдийн шингээлтийн өндөр коэффициент нь фотоволтайк эс зэрэг гэрэлд суурилсан цэвэрлэгээний технологид сэтгэл татам болгодог. Квантын цэгүүд нь өнөөгийн ердийн цахиурын фотоволтайк эсийн үр ашгийг дээшлүүлж, зардлыг бууруулах боломжтой байж магадгүй юм. 2004 оны туршилтын нотолгооноос үзэхэд хар тугалганы селенидын квант цэгүүд нь зөөвөрлөгчийг үржүүлэх эсвэл олон өдөөлт үүсгэх (MEG) үйл явцаар нэг өндөр энергитэй фотоноос нэгээс илүү экситон үүсгэж чаддаг. Энэ нь орчин үеийн фотоволтайк эсүүдтэй харьцуулахад харьцангуй сайн бөгөөд өндөр энергитэй фотон тутамд зөвхөн нэг өдөөлтийг хөдөлгөх чадвартай бөгөөд өндөр кинетик энерги зөөгч нь эрчим хүчээ дулаан болгон алддаг. Квантын цэгийн фотоволтайкийг "энгийн химийн урвалаар" хийх боломжтой тул үйлдвэрлэхэд онолын хувьд хямд байх болно.
Зөвхөн квант цэгийн нарны эсүүд
Цахиурын нано утас (SiNW) болон нүүрстөрөгчийн квант цэгүүд дээр квант цэгийн бүрээстэй нано утас. Хавтгай цахиурын оронд SiNW-ийг ашиглах нь Si-ийн антифлекцийн шинж чанарыг сайжруулдаг. SiNW нь SiNW-д гэрлийн тогтсоны улмаас гэрэл барих нөлөө үзүүлдэг. SiNW-ийг нүүрстөрөгчийн квант цэгүүдтэй хослуулан хэрэглэснээр 9.10% PCE-д хүрсэн нарны зай бий болсон.
Квант цэгийн дэлгэцүүд
Квантын цэгүүд нь маш тодорхой Гауссын тархалтаар гэрэл ялгаруулдаг тул дэлгэцийн хувьд үнэлэгдэж байна. Үүний үр дүнд илүү нарийвчлалтай өнгө бүхий дэлгэц гарч ирнэ.
Хагас сонгодог
Квантын цэгүүдийн хагас сонгодог загварууд нь ихэвчлэн химийн потенциалыг агуулдаг. Жишээлбэл, термодинамик химийн потенциал Нсистем - хэсэгчилсэн байна
μ (N) = E (N) - E (N - 1) (\displaystyle \mu (N)=E(N)-E(N-1))энергийн нөхцлүүдийг Шредингерийн тэгшитгэлийн шийдэл болгон авч болно. Хүчин чадлыг тодорхойлох,
1 C ≡ Δ B Δ Q (\displaystyle (1 \C дээш)\(\Delta \,B \over \Delta \,Q-тай тэнцэх)),боломжит зөрүүтэй
Δ B = Δ μ e = μ (N + Δ N) − μ (N) e (\displaystyle \Delta \,V=(\Delta \,\mu \,\over e)=(\mu (N +\) Delta\,N) - \mu (N)\over e))тус тусад нь электрон нэмэх эсвэл хасах замаар квант цэгт хэрэглэж болно;
Δ N = 1 (\displaystyle \Delta \N=1)Тэгээд. Δ Q = e (\displaystyle \Delta \Q=e) C (N) = e 2 μ (N + 1) - μ (N) = e 2 I (N) - A (N) (\displaystyle C(N)=(e^(2)\over\mu (N) +1)-\mu(N)) = (e^(2)\I(N)-A(N)))нь квант цэгийн "квант багтаамж" бөгөөд бид үүнийг тэмдэглэдэг Би (Н) иончлолын боломж ба A(N)электрон хамаарал Нбөөмийн системүүд.
Сонгодог механик
Квантын цэгүүд дэх электронуудын электростатик шинж чанарын сонгодог загварууд нь нэгж бөмбөрцөгт электроныг оновчтой хуваарилах Томсоны асуудалтай ойролцоо байдаг.
Бөмбөрцөг квант цэгүүдээр хязгаарлагдсан электронуудын сонгодог электростатик боловсруулалт нь Томсон буюу чавганы пудингийн загвар атом дахь боловсруулалттай төстэй юм.
Сонгодог эмчилгээ: Хоёр хэмжээст ба гурван хэмжээст квант цэгүүд нь электрон бүрхүүл дүүргэх зан үйлийг харуулдаг. Хоёр хэмжээст квант цэгүүдийн хувьд "сонгодог хиймэл атомын үечилсэн хүснэгт"-ийг тайлбарласан болно. Нэмж дурдахад, Томсоны гурван хэмжээст асуудлууд болон үелэх системд байдаг атомуудаас үүссэн байгальд байдаг электрон бүрхүүлийн битүүмжлэлийн хэв маягийн хооронд хэд хэдэн холболтууд бүртгэгдсэн. Энэхүү хамгийн сүүлийн үеийн бүтээл нь төгс диэлектрик бөмбөрцөгөөр дүрслэгдсэн бөмбөрцөг квант цэг дэх электронуудын сонгодог электростатик симуляциас гаралтай.
Эссэ
WRC нь дараахь зүйлийг агуулдаг.
Тайлбар бичигт 63 хуудас, 18 зураг, 7 хүснэгт, 53 эх сурвалж;
Танилцуулга 25 слайд.
ГИДРОХИМИЙН СИНТЕЗИЙН АРГА, КВАНТ ЦЭГ, ХАР ТУГАЛГЫН СУЛИФИД, КАДМИИЙН ХҮХЭРТ, ХАТУУ УУСС, ФОТОН КОРРЕЛЯЦИЙН СПЕКТРОСКОПИ.
Энэхүү ажлын судалгааны объект нь гидрохимийн аргаар гаргаж авсан CdS, PbS ба CdS-PbS хатуу уусмалын квант цэгүүд байв.
Энэхүү эцсийн мэргэшлийн ажлын зорилго нь усан орчиноос гидрохимийн нийлэгжилтээр CdS, PbS болон CdS-PbS систем дэх коллоид квант цэгүүдийг гаргаж авах, мөн тэдгээрийн бөөмийн хэмжээг судлах, гэрэлтэх чадвар нь хэмжээнээс хамаарлыг судлах явдал юм.
Энэ зорилгод хүрэхийн тулд урвалын хольцыг оновчтой болгох, нийлэгжүүлсэн коллоид уусмалын найрлага, бүтэц, бөөмийн хэмжээ, шинж чанарыг судлах шаардлагатай.
Квантын цэгүүдийг цогцоор нь судлахын тулд фотоны корреляцийн спектроскопийн аргыг ашигласан. Туршилтын өгөгдлийг компьютерийн технологи ашиглан боловсруулж, дүн шинжилгээ хийсэн.
Хураангуй 3
1. Уран зохиолын тойм 7
1.1. “Квантын цэг” гэсэн ойлголт 7
1.2.Квантын цэгийн хэрэглээ 9
1.2.1.Лазерын материал 10
1.2.2. LED материал 11
1.2.3.Нарны хавтангийн материал 11
1.2.4.Хээрийн транзисторын материал 13
1.2.5.Био шошго болгон ашиглах 14
1.3. Квантын цэгүүдийг заах арга 15
1.4.Квантын цэгийн шинж чанар 18
1.5.Бөөмийн хэмжээг тодорхойлох арга 21
1.5.1.Спектрофотометр Photocor Compact 21
2. Туршилтын техник 25
2.1.Гидрохимийн синтезийн арга 25
2.2.Химийн урвалж 27
2.3.Хог хаягдлын уусмалыг зайлуулах 27
2.4.Photocor Compact 28 бөөмийн анализатор дээрх хэмжилтийн техник
2.4.1.Динамик гэрлийн тархалтын аргын үндэс (фотон корреляцийн спектроскопи) 28
3. Туршилтын 30-р хэсэг
3.1.Кадми сульфид 30 дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилт
3.1.1.CdS 32 QDs ширхэгийн хэмжээнд кадми давсны концентраци үзүүлэх нөлөө
3.2.Хар тугалганы сульфид дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилт 33
3.2.1.Хар тугалганы давсны концентрацийн PbS 34 QDs ширхэгийн хэмжээд үзүүлэх нөлөө
3.3.CdS-PbS 35 хатуу уусмал дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилт
4.Амьдралын аюулгүй байдал 39
4.1.Амьдралын аюулгүй байдал 39-р хэсгийн танилцуулга
4.2.Лабораторид хортой, аюултай үйлдвэрлэлийн хүчин зүйл 40
4.2.1.Хортой бодис 40
4.2.2.Бичил уур амьсгалын үзүүлэлтүүд 42
4.2.3.Агааржуулалт 43
4.2.5.Гэрэлтүүлэг 45
4.2.6.Цахилгааны аюулгүй байдал 46
4.2.7.Галын аюулгүй байдал 47
4.2.8.Онцгой байдал 48
БЗД 49-р хэсгийн дүгнэлт
5.2.4. Гуравдагч этгээдийн үйлчилгээний зардлын тооцоо 55
Ерөнхий дүгнэлт 59
Ном зүй 60
Оршил
Квантын цэг нь бүх гурван хэмжээст огторгуйд цэнэг зөөгч (электрон эсвэл нүх) хязгаарлагдмал байдаг дамжуулагч эсвэл хагас дамжуулагчийн хэлтэрхий юм. Квантын нөлөөг чухал болгохын тулд квант цэгийн хэмжээ хангалттай бага байх ёстой. Хэрэв электроны кинетик энерги бусад бүх эрчим хүчний хэмжүүрээс мэдэгдэхүйц их байвал энэ нь амжилтанд хүрнэ: юуны түрүүнд энергийн нэгжээр илэрхийлсэн температураас их.
Хэмжээ, химийн найрлагаасаа хамааран квант цэгүүд нь харагдах ба хэт улаан туяаны мужид фотолюминесценцийг харуулдаг. Санал болгож буй нано талстууд нь өндөр хэмжээтэй (95% -иас дээш) хэмжээтэй учраас ялгаруулалтын нарийн спектртэй (флюресценцийн оргил хагас өргөн 20-30 нм) бөгөөд энэ нь өнгөний гайхалтай цэвэр байдлыг баталгаажуулдаг.
Ялангуяа фотолюминесцент квант цэгүүд нь фотон шингээлт нь электрон нүхний хосыг үүсгэдэг бөгөөд электрон ба нүхний дахин нэгдэл нь флюресцент үүсгэдэг. Ийм квант цэгүүд нь нарийхан, тэгш хэмтэй флюресценцийн оргилтой байдаг бөгөөд тэдгээрийн байрлал нь тэдгээрийн хэмжээгээр тодорхойлогддог. Иймд хэмжээ, найрлагаасаа хамааран QD нь спектрийн хэт ягаан туяаны, үзэгдэх эсвэл IR бүсэд флюресцэж болно.
"Квантын цэг" гэсэн ойлголт
Уран зохиолын тойм
Коллоид квант цэгүүд нь органик бус хагас дамжуулагч материалын үндсэн дээр бүтээгдсэн, органик молекулуудын нэг давхаргаар бүрсэн, 2-10 нанометрийн хэмжээтэй, 10 3 - 10 5 атомаас бүрдэх хагас дамжуулагч нанокристалл юм. , Зураг 1). Квантын цэгүүд нь химийн хувьд уламжлалт молекулын кластеруудаас том хэмжээтэй байдаг (~ 1 нм, 100 атомаас ихгүй). Коллоид квант цэгүүд нь молекулуудын физик, химийн шинж чанарыг хагас дамжуулагчийн оптоэлектроник шинж чанартай хослуулдаг.
|
|
Зураг 1.1 (a) Тогтворжуулагчийн "давх" -аар бүрхэгдсэн квант цэг, (б) хэмжээ багассан хагас дамжуулагчийн туузан бүтцийн өөрчлөлт.
Квантын хэмжээсийн нөлөө нь квант цэгүүдийн оптоэлектроник шинж чанарт гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Квантын цэгийн энергийн спектр нь задгай хагас дамжуулагчийнхаас үндсэндээ ялгаатай. Нанокристал дахь электрон нь гурван хэмжээст потенциалын "худаг"-д байгаа мэт ажилладаг. Электроны хувьд хэд хэдэн хөдөлгөөнгүй энергийн түвшин ба тэдгээрийн хоорондох онцлог зайтай нүх байдаг бөгөөд d нь нанокристалын хэмжээ (квант цэг) юм (Зураг 1б). Тиймээс квант цэгийн энергийн спектр нь түүний хэмжээнээс хамаарна. Атом дахь энергийн түвшин хоорондын шилжилттэй адил цэнэг тээвэрлэгчид квант цэг дэх энергийн түвшин хооронд шилжих үед фотон ялгарч эсвэл шингэж болно. Шилжилтийн давтамжууд, i.e. шингээлт эсвэл гэрэлтэх долгионы уртыг квант цэгийн хэмжээг өөрчлөх замаар хялбархан хянах боломжтой (Зураг 2). Тиймээс квант цэгүүдийг заримдаа "хиймэл атом" гэж нэрлэдэг. Хагас дамжуулагч материалын хувьд үүнийг үр дүнтэй зурвасын зайг хянах чадвар гэж нэрлэж болно.
Уламжлалт хагас дамжуулагч материалаас коллоид квант цэгүүдийг ялгах өөр нэг үндсэн шинж чанар байдаг - уусмал хэлбэрээр, илүү нарийвчлалтай, уусмал хэлбэрээр байх боломж. Энэ өмч нь ийм объектыг удирдах өргөн боломжийг олгож, технологид сэтгэл татам болгодог.
Эрчим хүчний спектрийн хэмжээнээс хамаарал нь квант цэгүүдийн практик хэрэглээнд асар их боломжийг олгодог. Квантын цэгүүд нь гэрлийн диод, хавтгай гэрэл ялгаруулах хавтан, лазер, нарны зай, фотоволтайк хувиргагч зэрэг оптоэлектрик системд биологийн тэмдэглэгээ болгон ашиглах боломжтой. хувьсагч хаана ч байсан долгионы уртыг тохируулах боломжтой оптик шинж чанарууд шаардлагатай. Зураг дээр. Зураг 2-т CdS квант цэгийн дээжийн гэрэлтэлтийн жишээг үзүүлэв.
Зураг 1.2 Золь хэлбэрээр бэлтгэсэн 2.0-5.5 нм хэмжээтэй CdS квант цэгийн дээжийн гэрэлтэлт. Дээд талд - гэрэлтүүлэггүй, доод талд - хэт ягаан туяагаар гэрэлтүүлдэг.
Квантын цэгүүдийн хэрэглээ
Квантын цэгүүд нь практик хэрэглээнд асар их боломжуудтай. Энэ нь юуны түрүүнд хэмжээ өөрчлөгдөхөд үр дүнтэй зурвасын зөрүү хэрхэн өөрчлөгдөхийг хянах чадвартай холбоотой юм. Энэ тохиолдолд системийн оптик шинж чанар өөрчлөгдөнө: гэрэлтэх долгионы урт, шингээлтийн бүс. Квантын цэгүүдийн өөр нэг чухал шинж чанар бол уусмал (уусмал) хэлбэрээр оршин тогтнох чадвар юм. Энэ нь ээрэх бүрэх гэх мэт хямд аргуудыг ашиглан квант цэгийн хальснаас бүрээс авах эсвэл бэхэн хэвлэх аргыг ашиглан квант цэгүүдийг дурын гадаргуу дээр түрхэхэд хялбар болгодог. Эдгээр бүх технологиуд нь квант цэг дээр суурилсан төхөөрөмж бүтээхдээ микроэлектроник технологийн уламжлалт үнэтэй вакуум технологиос зайлсхийх боломжийг олгодог. Мөн уусмалын технологийн ачаар квант цэгүүдийг тохирох матрицад оруулж, нийлмэл материал үүсгэх боломжтой. Аналог нь гэрэл ялгаруулах төхөөрөмжийг бий болгоход ашигладаг органик гэрэлтэгч материалын нөхцөл байдал байж болох бөгөөд энэ нь LED технологийн өсөлтийг бий болгож, OLED гэж нэрлэгддэг зүйл гарч ирэв.
Лазер материал
Гэрэлтэгч долгионы уртыг өөрчлөх чадвар нь шинэ лазер зөөвөрлөгчийг бий болгох үндсэн давуу тал юм. Одоо байгаа лазеруудын хувьд гэрэлтэх долгионы урт нь орчны үндсэн шинж чанар бөгөөд түүний өөрчлөлтийн боломж хязгаарлагдмал байдаг (тохируулах долгионы урттай лазерууд нь шинж чанарыг ашигладаг.
резонатор ба илүү төвөгтэй эффектүүд). Квантын цэгүүдийн бас нэг давуу тал нь органик будагч бодистой харьцуулахад өндөр гэрэлтэх чадвар юм. Квантын цэгүүд нь органик бус системийн үйл ажиллагааг харуулдаг. CdSe квант цэгүүд дээр суурилсан лазер зөөвөрлөгчийг бүтээх боломжийг АНУ-ын Лос-Аламосын үндэсний лабораторид Виктор Климовоор ахлуулсан шинжлэх ухааны бүлэг харуулжээ. Дараа нь бусад хагас дамжуулагч материалууд, жишээлбэл PbSe дээр суурилсан квант цэгүүдийн өдөөгдсөн ялгаралт үүсэх боломжийг харуулсан. Гол бэрхшээл бол квант цэгүүд дэх өдөөгдсөн төлөвийн богино хугацааны амьдрал, шахуургын өндөр эрчим шаарддаг рекомбинацийн хажуугийн процесс юм. Өнөөдрийг хүртэл өдөөгдсөн лазерын үйл явц хоёулаа ажиглагдаж, дифракцийн тор бүхий субстрат ашиглан нимгэн хальсан лазерын прототипийг бүтээжээ.
Зураг.1.3. Лазер дахь квант цэгүүдийг ашиглах.
LED материал
Гэрэлтүүлгийн долгионы уртыг өөрчлөх чадвар, квант цэгүүд дээр суурилсан нимгэн давхаргыг бий болгоход хялбар байдал нь цахилгаан өдөөлт бүхий гэрэл ялгаруулах төхөөрөмж болох LED-ийг бий болгох гайхалтай боломжийг илэрхийлдэг. Түүнээс гадна хавтгай дэлгэцийн хавтанг бүтээх нь орчин үеийн электроникийн хувьд маш чухал ач холбогдолтой юм. Бэхэн хэвлэлтийг ашиглах нь амжилтанд хүрэх болно
OLED технологи.
Гэрэл ялгаруулах диод үүсгэхийн тулд квант цэгүүдийн нэг давхаргыг p ба n төрлийн дамжуулалттай давхаргын хооронд байрлуулна. OLED технологитой холбоотойгоор харьцангуй сайн хөгжсөн цахилгаан дамжуулагч полимер материалууд ийм хүчин чадалтай бөгөөд квант цэгүүдтэй амархан холбогддог. Гэрэл ялгаруулах төхөөрөмжийг бий болгох технологийг М.Булович (MIT) тэргүүтэй шинжлэх ухааны баг гүйцэтгэж байна.
LED-ийн тухай ярихад ердийн улайсгасан чийдэнгийн өөр хувилбар болох "цагаан" LED-ийг дурьдах нь зүйтэй. Хагас дамжуулагч LED-ийн гэрлийг засахын тулд квант цэгүүдийг ашиглаж болно. Ийм систем нь хагас дамжуулагч цэнхэр LED ашиглан квант цэгүүдийг агуулсан давхаргын оптик шахалтыг ашигладаг. Энэ тохиолдолд квант цэгийн давуу тал нь өндөр квант гарц, өндөр гэрэлтэх чадвар, "цагаан"-тай ойртсон цацрагийн спектрийг олж авахын тулд өөр өөр урттай квант цэгүүдийн олон бүрэлдэхүүн хэсэг үүсгэх чадвар юм.
Нарны хавтангийн материал
Нарны эсийг бий болгох нь коллоид квант цэгүүдийг ашиглах ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг юм. Одоогийн байдлаар уламжлалт цахиурын батерейнууд нь хувиргах хамгийн өндөр үр ашигтай (25% хүртэл) байдаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь нэлээд үнэтэй бөгөөд одоо байгаа технологиуд нь том талбай бүхий батерейг бий болгохыг зөвшөөрдөггүй (эсвэл үүнийг үйлдвэрлэхэд хэтэрхий үнэтэй байдаг). 1992 онд М.Гратцел том тодорхой гадаргуутай (жишээлбэл, нанокристал TiO2) 30 материалыг ашиглахад үндэслэсэн нарны зайг бий болгох аргыг санал болгосон. Спектрийн харагдахуйц хүрээг идэвхжүүлэх нь гэрэл мэдрэмтгийлэгч (зарим органик будагч бодис) нэмэх замаар хийгддэг. Квантын цэгүүд нь гэрэл шингээх зурвасын байрлалыг хянах боломжийг олгодог тул гэрэл мэдрэмтгий байдлыг төгс гүйцэтгэдэг. Бусад чухал давуу талууд нь устах өндөр коэффициент (нимгэн давхаргад фотонуудын нэлээд хэсгийг шингээх чадвар) ба органик бус цөмд агуулагдах өндөр гэрэлтэх чадвар юм.
Зураг 1.4. Нарны эсүүд дэх квант цэгүүдийг ашиглах.
Квантын цэгт шингэсэн фотон нь фото өдөөгдсөн электронууд болон нүхнүүд үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд энэ нь электрон болон нүхний тээвэрлэлтийн давхаргад орох боломжтой бөгөөд зурагт схемийн дагуу харуулав. Ийм зөөвөрлөх давхаргын хувьд n- ба p төрлийн дамжуулагч полимерууд ажиллах боломжтой бөгөөд электрон тээвэрлэх давхаргын хувьд Гратцель элементийн адилаар металл ислийн сүвэрхэг давхаргыг ашиглах боломжтой. Ийм нарны зай нь полимер субстрат дээр давхаргыг буулгаж уян хатан элементүүдийг бий болгож чаддаг, мөн харьцангуй хямд, үйлдвэрлэхэд хялбар байдаг чухал давуу талтай. Нарны эсүүдэд квант цэгүүдийг ашиглах боломжийн талаархи нийтлэлүүдийг П.Аливисатос, А.Нозик нарын бүтээлээс олж болно.
Хээрийн эффектийн транзисторын материал
Микроэлектроникт квант цэгийн массивыг дамжуулагч давхарга болгон ашиглах нь маш ирээдүйтэй бөгөөд учир нь энгийн бөгөөд хямд "шийдэл" хуримтлуулах технологийг ашиглах боломжтой юм. Гэсэн хэдий ч хэрэглэх боломж одоогоор квант цэгийн давхаргын хэт өндөр (~1012 Ом*см) эсэргүүцэлээр хязгаарлагдаж байна. Үүний нэг шалтгаан нь триоктилфосфины исэл эсвэл олейны хүчил зэрэг стандарт тогтворжуулагчийг ашиглах үед бие даасан квант цэгүүдийн хоорондох том (мэдээж микроскопийн стандартаар) зай нь 1-2 нм байдаг бөгөөд энэ нь цэнэг зөөгчийг үр дүнтэй туннел хийхэд хэтэрхий том юм. Гэсэн хэдий ч богино гинжин молекулуудыг тогтворжуулагч болгон ашиглах үед бөөмс хоорондын зайг цэнэг зөөгч туннел хийх боломжтой түвшинд хүртэл бууруулах боломжтой (пиридин эсвэл гидразин хэрэглэх үед ~ 0.2 нм).
Зураг.1.5. Талбайн нөлөө бүхий транзисторуудад квант цэгүүдийг ашиглах.
2005 онд К.Мюррей, Д.Талапин нар гадаргууг идэвхгүйжүүлэхийн тулд гидразин молекулуудыг ашиглан PbSe квант цэгүүд дээр суурилсан нимгэн хальсан хээрийн эффекттэй транзистор бүтээснээ мэдээлсэн. Зурагт үзүүлснээр хар тугалганы халькогенид нь өндөр диэлектрик тогтмол, дамжуулах зурвас дахь төлөв байдлын өндөр нягтралтай тул дамжуулагч давхарга үүсгэх ирээдүйтэй юм.
Биологийн тэмдэг болгон ашиглах
Квантын цэгүүд дээр суурилсан флюресцент шошго бий болгох нь маш ирээдүйтэй юм. Органик будагч бодисоос квант цэгүүдийн дараах давуу талуудыг ялгаж салгаж болно: гэрэлтэх долгионы уртыг хянах чадвар, унтрах өндөр коэффициент, олон төрлийн уусгагчд уусах чадвар, хүрээлэн буй орчинд гэрэлтэх тогтвортой байдал, өндөр гэрэлтэх чадвар. Биологийн объектуудтай сонгомол холболт хийх боломжийг олгодог квант цэгүүдийн гадаргууг химийн (эсвэл биологийн) өөрчлөх боломжийг бид бас тэмдэглэж болно. Баруун талын зураг нь нүдэнд харагдахуйц мужид гэрэлтдэг усанд уусдаг квант цэгүүдийг ашиглан эсийн элементүүдийн будгийг харуулж байна. Зураг 1.6-д үл эвдэх оптик томографийн аргыг ашиглах жишээг үзүүлэв. Гэрэл зургийг хулганад нэвтрүүлсэн 800-900 нм (халуун цуст цусны тунгалаг цонх)-ийн хүрээнд гэрэлтдэг квант цэгүүдийг ашиглан хэт улаан туяаны цацрагт авсан.
Зураг 1.6 Квантын цэгүүдийг био тэмдэг болгон ашиглах.
Квантын цэгүүдийг заах аргууд
Одоогийн байдлаар нано нунтаг хэлбэрээр болон сүвэрхэг эсвэл цул матрицад оруулах хэлбэрээр наноматериал үйлдвэрлэх аргыг боловсруулсан. Энэ тохиолдолд ферро- ба ферримагнет, металл, хагас дамжуулагч, диэлектрик гэх мэт нь нанофазын үүрэг гүйцэтгэдэг. Наноматериал үйлдвэрлэх бүх аргыг нано бүтэц үүсэх төрлөөр нь хоёр том бүлэгт хувааж болно: “Доод талаас дээш” арга нь нано бөөмсийн өсөлт эсвэл бие даасан атомаас нано бөөмсийг угсрах замаар тодорхойлогддог; болон "Дээрээс доош" аргууд нь тоосонцорыг нано хэмжээс хүртэл "бутлах" дээр суурилдаг (Зураг 1.7).
Зураг 1.7. Наноматериал олж авах арга.
Өөр нэг ангилал нь нано бөөмсийг олж авах, тогтворжуулах аргын дагуу синтезийн аргуудыг хуваах явдал юм. Эхний бүлэгт гэж нэрлэгддэг зүйл орно.
уурыг хурдан конденсацлахад суурилсан өндөр энергийн аргууд
үүссэн хэсгүүдийн бөөгнөрөл, өсөлтийг үгүйсгэх нөхцөл. Үндсэн
Энэ бүлгийн аргуудын ялгаа нь нано бөөмсийг ууршуулах, тогтворжуулах аргад оршдог. Ууршилтыг плазмын өдөөлтөөр (плазмын хөвөгч авдар), лазер цацраг (лазер абляци) ашиглан хийж болно.
вольт нуман (нүүрстөрөгчийн хөвөгч авдар) эсвэл дулааны нөлөө. Конденсац нь гадаргуугийн идэвхтэй бодис байгаа тохиолдолд үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн шингээлт нь бөөмийн гадаргуу дээр ургалтыг удаашруулдаг (уур барих), эсвэл хүйтэн субстрат дээр ургах үед үүсдэг.
бөөмс нь тархалтын хурдаар хязгаарлагддаг. Зарим тохиолдолд конденсаци үүсдэг
инертийн бүрэлдэхүүн хэсгийн дэргэд хийгддэг бөгөөд энэ нь янз бүрийн бичил бүтэцтэй нанокомпозит материалыг тусгайлан авах боломжийг олгодог. Хэрэв
бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь харилцан уусдаггүй тул үүссэн нийлмэл материалын ширхэгийн хэмжээг дулааны боловсруулалтыг ашиглан өөрчилж болно.
Хоёрдахь бүлэгт механик химийн аргууд (бөмбөлөгт тээрэмдэх) багтдаг бөгөөд энэ нь бие биедээ уусдаггүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг гаригийн тээрэмд нунтаглах эсвэл хатуу уусмалыг задлах замаар наносистемийг олж авах боломжийг олгодог.
механик стрессийн нөлөөн дор шинэ үе шат үүсэх. Гурав дахь бүлгийн аргууд нь орон зайн хязгаарлагдмал системийг ашиглахад суурилдаг - нанореактор (мицел, дусал, хальс гэх мэт). Ийм аргууд нь урвуутай мицелл, Лангмюр-Блоджетт хальс, шингээлтийн давхарга эсвэл хатуу фазын нанореакторт синтез хийх зэрэг орно. Мэдээжийн хэрэг, энэ тохиолдолд үүссэн хэсгүүдийн хэмжээ хэтрэх ёсгүй
харгалзах нанореакторын хэмжээ, тиймээс эдгээр аргууд нь монодисперс системийг олж авах боломжтой болгодог. Үүнээс гадна хэрэглээ
коллоид нанореакторууд нь янз бүрийн хэлбэр, анизотропи (жижиг хэмжээтэйг оруулаад) нано бөөмсийг, түүнчлэн бүрсэн хэсгүүдийг авах боломжийг олгодог.
Энэ аргыг нэг бүрэлдэхүүн хэсэгтэй металлаас эхлээд олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй исэл хүртэл бараг бүх ангиллын нано бүтцийг олж авахад ашигладаг. Үүнд бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлж поликонденсацын үед уусмал дахь хэт микродисперс ба коллоид тоосонцор үүсэхэд суурилсан аргууд орно. Амьд байгалиас амьд тогтолцооны нөхөн үржихүй, үйл ажиллагаанд (жишээлбэл, уургийн нийлэгжилт, ДНХ-ийн хуулбар, РНХ гэх мэт) ашигладаг анхны загварт үүссэн бүтцийг нөхөхөд үндэслэсэн энэ арга нь чухал юм. ) Дөрөвдүгээр бүлэгт химийн урвал эсвэл анод уусалтын үр дүнд микрогетероген системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн аль нэгийг арилгахад үндэслэсэн, өндөр сүвэрхэг, нарийн тархсан бүтэц (Рике металл, Рани никель) авах химийн аргууд орно. Эдгээр аргуудад ууссан бодисоор шилэн эсвэл давсны матрицыг бөхөөх замаар нанокомпозит үйлдвэрлэх уламжлалт аргыг багтаасан бөгөөд үүний үр дүнд матрицад энэ бодисын нано орц ялгардаг (шилний талстжуулалтын арга). Энэ тохиолдолд идэвхтэй бүрэлдэхүүн хэсгийг матрицад оруулах ажлыг хоёр аргаар хийж болно: хайлмал дээр нэмж, дараа нь бөхөөх, ион суулгацыг ашиглан хатуу матрицад шууд оруулах.
Квантын цэгүүдийн шинж чанарууд
Квантын цэгүүдийн (QDs) өвөрмөц оптик шинж чанарууд нь тэдгээрийг олон төрлийн салбарт ашиглах ирээдүйтэй материал болгодог. Тодруулбал, гэрэл ялгаруулах диод, дэлгэц, лазер, нарны батарей зэрэгт QD-г ашиглах бүтээн байгуулалт хийгдэж байна. Нэмж дурдахад тэдгээр нь QD-ийг хамарсан лигандын бүлгүүд болон биомолекулуудын функциональ бүлгүүдийн хооронд ковалент холболтоор биомолекулуудтай нэгдэж болно. Энэ хэлбэрээр тэдгээрийг дархлаа-химийн шинжилгээний аргуудаас эхлээд эд эсийн дүрслэл, бие дэх эмийг хянах зэрэг олон төрлийн биоанализийн хэрэглээнд флюресцент шошго болгон ашигладаг. Биологийн шинжилгээнд QD-ийг ашиглах нь өнөөдөр гэрэлтэгч нано талстыг ашиглах ирээдүйтэй чиглэлүүдийн нэг юм. ЧД-ийн ялгарлын өнгө хэмжээнээс хамаардаг, гэрэл зургийн өндөр тогтвортой байдал, шингээлтийн өргөн спектр зэрэг өвөрмөц шинж чанарууд нь биологийн объектыг хэт мэдрэмтгий, олон өнгөөр илрүүлэх, хэд хэдэн параметрүүдийг нэгэн зэрэг бүртгэх шаардлагатай эмнэлгийн оношлогоонд ашиглахад тохиромжтой флюрофор юм.
Хагас дамжуулагч QD нь бүх гурван чиглэлд хэмжээсүүд нь өгөгдсөн материалын Борын өдөөх радиусаас бага байдаг нано талстууд юм. Ийм объектуудад хэмжээсийн нөлөө ажиглагдаж байна: оптик шинж чанар, ялангуяа зурвасын завсар (мөн үүний дагуу цацрагийн долгионы урт) ба устах коэффициент нь нано бөөмсийн хэмжээ, тэдгээрийн хэлбэрээс хамаардаг.Орон зайн ийм чухал хязгаарлалтаас шалтгаалан QD нь өвөрмөц оптик болон химийн шинж чанарууд:
Гэрэл зургийн өндөр тогтвортой байдал нь өдөөгдсөн цацрагийн хүчийг дахин дахин нэмэгдүүлэх, флюресцент шошгоны үйл ажиллагааг бодит цаг хугацаанд нь удаан хугацаанд ажиглах боломжийг олгодог.
Өргөн шингээлтийн спектр - үүний ачаар янз бүрийн диаметртэй QD-ийг 400 нм (эсвэл өөр) долгионы урттай гэрлийн эх үүсвэрээр нэгэн зэрэг өдөөдөг бол эдгээр дээжийн ялгаруулах долгионы урт нь 490-590 нм (флюресценцийн өнгө) хооронд хэлбэлздэг. цэнхэрээс улбар шар-улаан).
Тэгш хэмтэй, нарийхан (хамгийн ихдээ тал нь 30 нм-ээс хэтрэхгүй) QD флюресценцийн оргил нь олон өнгийн шошго авах үйл явцыг хялбаршуулдаг.
QD-ийн тод байдал нь маш өндөр тул тэдгээрийг флюресценцийн микроскоп ашиглан ганц биет байдлаар илрүүлэх боломжтой.
Биологийн шинжилгээнд QD-ийг ашиглахын тулд тэдгээр нь усанд уусах чадвар, био нийцтэй байдал (органик бус цөм нь усанд уусдаггүй тул), түүнчлэн тоосонцрын тодорхой хуваарилалт, хадгалалтын явцад тогтвортой байх зэрэг шаардлагыг хангадаг. QD-д усанд уусдаг шинж чанарыг өгөхийн тулд нийлэгжүүлэх хэд хэдэн арга байдаг: аль ч QD нь усан үе шатанд шууд нийлэгждэг; эсвэл органик уусгагчаас гаргаж авсан QD-ийг дараа нь QD-ийг бүрхсэн лигандын давхаргыг өөрчлөх замаар усан уусмалд шилжүүлдэг.
Усан уусмал дахь нийлэгжилт нь гидрофиль QD-ийг олж авах боломжийг олгодог боловч флюресценцийн квант гарц, ширхэгийн хэмжээтэй тархалт, цаг хугацааны тогтвортой байдал зэрэг хэд хэдэн шинж чанараараа органик фазаас олж авсан хагас дамжуулагч QD-ээс хамаагүй доогуур байдаг. Тиймээс био шошго болгон ашиглахын тулд QD-ийг ихэвчлэн 1993 онд Мюррей нар шинжлэх ухааны бүлгийн хэрэглэж байсан аргын дагуу органик уусгагчид өндөр температурт нийлэгжүүлдэг. Синтезийн үндсэн зарчим нь Cd ба халькогений Se металлын прекурсоруудын уусмалыг өндөр температурт халсан зохицуулалтын уусгагч руу шахах явдал юм. Процессын хугацаа ихсэх тусам шингээлтийн спектр нь урт долгионы урт руу шилждэг бөгөөд энэ нь CdSe талстуудын өсөлтийг илтгэнэ.
CdSe цөмүүд нь флюресцент багатай байдаг - тэдгээрийн квант гарц (QY) нь дүрмээр бол 5% -иас хэтрэхгүй байна. HF ба гэрэл тогтворжилтыг нэмэгдүүлэхийн тулд флюресцент CdSe цөмийг ижил төстэй бүтэц, найрлагатай илүү өргөн зайтай хагас дамжуулагчийн давхаргаар бүрсэн бөгөөд энэ нь цөмийн гадаргууг идэвхгүй болгож, улмаар флюресцент HF-ийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Бүрхүүл ба голын ижил төстэй талст бүтэц нь зайлшгүй шаардлагатай нөхцөл бөгөөд эс тэгвээс жигд өсөлт үүсэхгүй бөгөөд бүтцийн ялгаа нь фазын хил хязгаарт согог үүсгэдэг. Кадми селенидийн голыг бүрэхийн тулд цайрын сульфид, кадми сульфид, цайрын селенид зэрэг өргөн зайтай хагас дамжуулагчийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч цайрын сульфид нь дүрмээр бол зөвхөн жижиг кадми селенидын цөмд ургадаг. г(CdSe)< 3 нм). Согласно , наращивание оболочки ZnS на ядрах CdSe большего диаметра затруднительно из-за большой разницы в параметрах кристаллических решёток CdSe и ZnS. Поэтому при наращивании ZnS непосредственно на ядрах CdSe диаметром более ~3 нм между ядром и сульфидом цинка помещают промежуточный слой – наращивают оболочку селенида цинка или сульфида кадмия, которые имеют промежуточные между CdSe и ZnS параметры кристаллической решётки и величину запрещённой зоны .
Гидрофобик QD-ийг усан уусмал руу шилжүүлэх хоёр үндсэн арга байдаг: лиганд орлуулах арга ба амфифил молекулаар бүрэх. Түүнчлэн цахиурын ислийн бүрхүүл бүхий QD бүрээсийг ихэвчлэн тусдаа ангилалд багтаадаг.
Бөөмийн хэмжээг тодорхойлох арга
Коллоид квант цэгүүдийн дээрх шинж чанарууд нь хэмжээсийн эффект байгаа тохиолдолд гарч ирдэг тул бөөмийн хэмжээг хэмжих шаардлагатай.
Энэхүү SRS-д хэмжилтийг УрФУ-ын Физик ба коллоид химийн тэнхимд суурилуулсан Photocor Compact төхөөрөмж, мөн Оросын академийн Уралын салбарын Хатуу биет химийн хүрээлэнгийн Zetasizer Nano Z суурилуулалт дээр хийсэн. шинжлэх ухааны.
СпектрофотометрPhotocor Compact
Photocor Compact лабораторийн спектрометрийн диаграммыг 1.8-р зурагт үзүүлэв.
Зураг 1.8. Photocor Compact спектрометрийн диаграмм.
Төхөөрөмж нь λ = 653.6 нм долгионы урттай дулааны тогтворжсон диодын лазерыг ашигладаг. Лазер туяа нь фокусын урт нь 90 мм-ийн фокусын урттай L1 линзээр дамжин өнгөрч, нано бөөмсийн микроскопийн хэлбэлзэлээр тархаж буй дээж дээр цуглуулагддаг. Тарсан гэрлийг зөв өнцгөөр хэмжиж, d = 0.7 мм диафрагмаар өнгөрч, L2 линзээр хоёр дахь 100 μм нүхэнд төвлөрч, дараа нь тунгалаг толины тусламжтайгаар хагасаар хувааж, хоёр фото үржүүлэгчийг цохино. Цуглуулгын уялдаа холбоог хадгалахын тулд PMT-ийн урд байрлах цэгийн диафрагм нь Френелийн эхний бүсийн дарааллын хэмжээтэй байх ёстой. Жижиг хэмжээтэй бол дохионы дуу чимээний харьцаа буурч, хэмжээ нэмэгдэх тусам уялдаа холбоо буурч, корреляцийн функцийн далайц буурдаг. Photocor-Compact спектрометр нь хоёр PMT ашигладаг, тэдгээрийн дохионы хөндлөн хамаарлын функцийг хэмждэг бөгөөд энэ нь PMT-ийн чимээ шуугианыг арилгах боломжийг олгодог, учир нь тэдгээр нь харилцан хамааралгүй бөгөөд PMT-ийн дохионы хөндлөн корреляцийн функц нь дараахтай тэнцүү байх болно. тархсан гэрлийн корреляцийн функц. Олон сувгийн (288 суваг) корреляторыг ашигладаг бөгөөд дохиог нь компьютер уншдаг. Энэ нь төхөөрөмж, хэмжилтийн үйл явцыг хянах, хэмжилтийн үр дүнг боловсруулахад ашиглагддаг.
Үүссэн уусмалыг корреляцийн спектрометрээр хэмжсэн. Photocor програм хангамжийг ашиглан хэмжилтийн явцыг хянах, корреляторыг хянах боломжтой. Хэмжилтийн явцад хэмжилтийн нийт хугацааг хэсэг болгон хувааж, үүссэн хамаарлын функцууд болон тархалтын эрчмийг шинжилдэг бөгөөд хэрэв зарим хугацааны интервал дахь дундаж эрчим нь бусад хэсгээс их байвал энэ интервалын хэмжилтийг үл тоомсорлож, үлдсэнийг нь дундажлана. Энэ нь ховор тоосны тоосонцороос (хэдэн микрон хэмжээтэй) корреляцийн функцийн гажуудлыг арилгах боломжийг танд олгоно.
Зураг 1.9-д Photocor Software корреляцийн спектрометрийн программ хангамжийг үзүүлэв.
Зураг 1.9 Photocor Software корреляцийн спектрометрийн программ хангамж.
График 1,2,4 – логарифмын масштабаар хэмжсэн корреляцийн функцууд: 1 – өгөгдсөн хугацаанд хэмжсэн kf, 2 – хэмжсэн функц, 4 – нийт корреляцийн функц гарч ирнэ; 3 график - дээжийн температур; 5 график – тархалтын эрчим.
Хөтөлбөр нь лазерын эрч хүч, температур (3), нэг хэмжилт хийх хугацаа, хэмжилтийн тоог өөрчлөх боломжийг олгодог. Хэмжилтийн нарийвчлал нь бусад зүйлсийн дунд эдгээр параметрүүдийн багцаас хамаарна.
Хуримтлагдсан корреляцийн функцийг DynaLS програмаар боловсруулсан бөгөөд түүний програм хангамжийг Зураг 1.10-д үзүүлэв.
Цагаан будаа. 1.10. Корреляцийн функц боловсруулах програм хангамж, DynaLC.
1 – онолын дагуу ойролцоолсон хэмжсэн корреляцийн функц; 2 – олж авсан онолын болон хэмжсэн экспоненциал функцүүдийн ялгаа; 3 – онолын функцийг туршилтын функцтэй ойртуулах замаар олж авсан хэмжээсийн тархалт; 4 - үр дүнгийн хүснэгт. Хүснэгтэд: эхний баганад олдсон шийдлүүдийн тоо; хоёр дахь нь эдгээр шийдлүүдийн "талбай" юм; гуравдугаарт - дундаж утга; дөрөв дэх - хамгийн их утга; сүүлийнх нь уусмалын тархалт (алдаа). Онолын муруй нь туршилтын муруйтай хэр зэрэг давхцаж байгааг харуулсан шалгуурыг мөн өгсөн.
Туршилтын техник
Гидрохимийн синтезийн арга
Усан уусмалаас химийн тунадасжилт нь эцсийн үр дүнгийн хувьд онцгой сонирхол татахуйц, өргөн ирээдүйтэй байдаг. Гидрохимийн хуримтлуулах арга нь өндөр бүтээмж, үр ашиг, технологийн дизайны энгийн байдал, нарийн төвөгтэй хэлбэр, өөр өөр шинж чанартай гадаргуу дээр тоосонцорыг түрхэх, түүнчлэн өндөр температурт тэсвэртэй органик ионууд эсвэл молекулуудаар давхаргыг дүүргэх боломжоор тодорхойлогддог. халаах, мөн "хөнгөн химийн" синтез хийх боломж. Сүүлийнх нь энэ аргыг байгальд метаставтай нарийн төвөгтэй бүтэцтэй металл халькогенидын нэгдлүүдийг бэлтгэхэд хамгийн ирээдүйтэй гэж үзэх боломжийг бидэнд олгодог. Гидрохимийн синтез нь металлын сульфидын квант цэгүүдийг үйлдвэрлэх ирээдүйтэй арга бөгөөд тэдгээрийн олон төрлийн шинж чанарыг өгөх боломжтой. Синтезийг металлын давс, шүлт, халькогенжүүлэгч, цогцолбор үүсгэгч бодис агуулсан урвалын ваннд хийдэг.
Хатуу фазыг бүрдүүлдэг үндсэн урвалжуудаас гадна металлын ионуудыг тогтвортой цогцолбор болгон холбох чадвартай лигандуудыг уусмалд оруулна. Халькогенжүүлэгчийг задлахад шүлтлэг орчин шаардлагатай. Гидрохимийн синтез дэх цогцолбор үүсгэгч бодисын үүрэг маш чухал бөгөөд учир нь түүнийг нэвтрүүлэх нь уусмал дахь чөлөөт металлын ионуудын концентрацийг мэдэгдэхүйц бууруулж, улмаар синтезийн процессыг удаашруулж, хатуу фазын хурдацтай хур тунадас үүсэхээс сэргийлж, үүсэх, өсөлтийг баталгаажуулдаг. квант цэгүүд. Металлын нийлмэл ион үүсэх хүч, түүнчлэн лигандын физик-химийн шинж чанар нь гидрохимийн синтезийн үйл явцад шийдвэрлэх нөлөө үзүүлдэг.
KOH, NaOH, NH нь шүлтлэг байдлаар ашиглагддаг. 4 OH эсвэл этилендиамин. Төрөл бүрийн халькогенжуулагч нь гидрохимийн хуримтлал, синтезийн дайвар бүтээгдэхүүн байгаа эсэхэд тодорхой нөлөө үзүүлдэг. Халькогенизаторын төрлөөс хамааран синтез нь хоёр химийн урвал дээр суурилдаг.
(2.1)
,
(2.2)
Нарийн төвөгтэй металлын ион хаана байна.
Металлын халькогенидын уусдаггүй фаз үүсэх шалгуур нь хэт ханалт бөгөөд энэ нь квант цэгүүдийг үүсгэдэг ионуудын ионы бүтээгдэхүүний хатуу фазын уусах чадварын бүтээгдэхүүнтэй харьцуулсан харьцаагаар тодорхойлогддог. Процессын эхний үе шатанд уусмал дахь цөм үүсэх, бөөмийн хэмжээ маш хурдан нэмэгддэг бөгөөд энэ нь урвалын хольц дахь ионуудын өндөр концентрацитай холбоотой юм. Уусмал нь эдгээр ионуудыг шавхах тусам систем тэнцвэрт байдалд хүрэх хүртэл хатуу үүсэх хурд буурдаг.
Ажлын уусмал бэлтгэхийн тулд урвалжийг зайлуулах журмыг хатуу тогтоосон. Үүний хэрэгцээ нь халькогенидын хуримтлуулах үйл явц нь нэг төрлийн бус бөгөөд түүний хурд нь шинэ үе шат үүсэх анхны нөхцлөөс хамаардагтай холбоотой юм.
Ажлын уусмалыг эхлэлийн бодисын тооцоолсон хэмжээг холих замаар бэлтгэнэ. Квантын цэгүүдийн синтезийг 50 мл-ийн эзэлхүүнтэй шилэн реакторт хийдэг. Нэгдүгээрт, кадми давсны тооцоолсон хэмжээг реакторт нэмж, дараа нь натрийн цитратыг оруулж, нэрмэл ус нэмнэ. Үүний дараа уусмалыг шүлтлэг болгож, тиокарбамид нэмнэ. Синтезийг тогтворжуулахын тулд трилон В-ийн тооцоолсон эзэлхүүнийг урвалын холимогт оруулна.Үүссэн квант цэгүүд нь хэт ягаан туяанд идэвхждэг.
Энэ аргыг UrFU-ийн Физик ба коллоид химийн тэнхимд боловсруулсан бөгөөд голчлон металл халькогенидын нимгэн хальс, тэдгээрийн үндсэн дээр хатуу уусмалыг олж авахад ашигласан. Гэсэн хэдий ч энэ ажилд хийгдсэн судалгаанууд нь металл сульфид болон тэдгээрт суурилсан хатуу уусмал дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилтэд ашиглах боломжтой болохыг харуулсан.
Химийн урвалжууд
CdS, PbS, Cd x Pb 1- x S квант цэгүүдийн гидрохимийн синтезийн хувьд,
Дараах химийн урвалжуудыг ашигласан.
кадми хлорид CdCl 2, h, 1 M;
хар тугалганы ацетат Pb(CH 3 COO) 2 ZH 2 0, h, 1 M;
тиокарбамид (NH 2) 2 CS, цаг, 1.5 М;
натрийн цитрат Na 3 C 6 H 5 O 7, 1 M;
натрийн гидроксид NaOH, аналитик зэрэг, 5 М;
Surfactant Praestol 655 VS;
Surfactant ATM 10-16 (Alkyl C10-16 trimethylammonium chloride Cl, R=C 10 -C 16);
Этилендиаминтетра цууны хүчлийн динатрийн давс
C 10 H 14 O 8 N 2 Na 2 2H 2 0.1 М.
Тогтворжуулагчийн CMC-ийг тодорхойлохдоо ANION кондуктометр ашиглан гүйцэтгэв.
Хог хаягдлын уусмалыг зайлуулах
Кадми, хар тугалга, комплекс үүсгэгч бодис, тиокарбамид уусдаг давс агуулсан гидрохимийн хур тунадасны дараа шүүсэн уусмалыг 353 К хүртэл халааж, түүнд зэсийн сульфат нэмсэн (1 литр урвалын хольцод 105 г, нил ягаан өнгөтэй болтол I г нэмнэ. ), буцалгаад халааж, тэсвэрлэв В 10 минутын дотор. Үүний дараа хольцыг тасалгааны температурт 30-40 минутын турш үлдээж, үүссэн тунадасыг шүүж, дараа нь өмнөх шатанд шүүсэн тунадастай нэгтгэнэ. Зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээнээс доогуур агууламжтай нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг агуулсан шүүгдсийг цоргоны усаар шингэлж, хотын бохирын шугамд хийнэ.
Бөөмийн анализатор дээр хэмжих техникPhotocorКомпакт
Photocor Compact ширхэгийн хэмжээ анализатор нь бөөмийн хэмжээ, тархалтын коэффициент болон полимерийн молекул жинг хэмжих зориулалттай. Энэхүү төхөөрөмж нь уламжлалт физик-химийн судалгаа, түүнчлэн нанотехнологи, биохими, биофизикийн шинэ хэрэглээнд зориулагдсан.
Бөөмийн хэмжээ анализаторын ажиллах зарчим нь гэрлийн динамик тархалтын үзэгдэл (фотон корреляцийн спектроскопийн арга) дээр суурилдаг. Тарсан гэрлийн эрчмийн хэлбэлзэл ба сарнилын салшгүй эрчмийг хэмжих нь шингэн дэх сарнисан хэсгүүдийн хэмжээ, полимер молекулын молекулын жинг олох боломжийг олгодог. Хэмжсэн хэмжээсийн хүрээ нь нм-ээс 6 микрон хүртэл байна.
Динамик гэрлийн тархалтын аргын үндэс (фотон корреляцийн спектроскопи)
Photocor-FC коррелятор нь цаг хугацааны корреляцийн функцийг хэмжих бүх нийтийн хэрэгсэл юм. l 1 (t) ба l 2 (t) хоёр дохионы хөндлөн хамаарлын функц G 12 (жишээлбэл, гэрлийн тархалтын эрчм) нь цаг хугацааны муж дахь хоёр дохионы хамаарлыг (ижил төстэй байдлыг) дүрслэх ба дараах байдлаар тодорхойлогдоно.
саатал хаана байна. Өнцгийн хаалт нь цаг хугацааны дундажийг заана. Автокорреляцийн функц нь дохио I 1 (t) ба ижил дохионы 1 2 (t+) хойшлогдсон хувилбарын хоорондын хамаарлыг тодорхойлдог:
Корреляцийн функцийн тодорхойлолтын дагуу корреляторын үйлдлийн алгоритм нь дараахь үйлдлүүдийг гүйцэтгэдэг.
Photocor-FC коррелятор нь фотоны корреляцийн спектроскопи (PCS) дохиог шинжлэхэд тусгайлан зориулагдсан. FCS аргын мөн чанар нь дараах байдалтай байна: лазер туяа нь түдгэлзүүлсэн тархсан тоосонцор агуулсан туршилтын шингэнээр дамжин өнгөрөхөд гэрлийн нэг хэсэг нь бөөмсийн тооны концентрацийн хэлбэлзлээс болж тархдаг. Эдгээр бөөмс нь броуны хөдөлгөөнд ордог бөгөөд үүнийг диффузийн тэгшитгэлээр тодорхойлж болно. Энэ тэгшитгэлийн шийдлээс бид тархсан гэрлийн спектрийн хагас өргөнийг Γ (эсвэл T c хэлбэлзлийн тайвшрах онцлог хугацаа) тархалтын коэффициент D-тэй холбоотой илэрхийлэлийг олж авна.
Энд q нь гэрлийн тархсан хэлбэлзлийн долгионы векторын модуль юм. Диффузын коэффициент D нь R бөөмсийн гидродинамик радиустай Эйнштейн-Стоксын тэгшитгэлээр хамааралтай.
Энд k нь Больцманы тогтмол, T нь үнэмлэхүй температур, - уусгагчийн зуурамтгай чанар.
Кадми сульфид дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилт
Туршилтын хэсэг
PbS QD-ийн хамт CdS квант цэгүүдийг судлах нь энэхүү SRS-ийн үндсэн чиглэл юм. Энэ нь юуны түрүүнд гидрохимийн синтезийн явцад энэ материалын шинж чанарыг сайтар судалж, QD-ийн нийлэгжилтэд бараг ашигладаггүйтэй холбоотой юм. Дараах найрлагатай, моль/л-ийн урвалын холимогт квант цэгүүдийг олж авахын тулд цуврал туршилт явуулсан: =0.01; = 0.2; = 0.12; [TM] = 0.3. Энэ тохиолдолд урвалжийг асгах дарааллыг хатуу тодорхойлсон: натрийн цитрат уусмалыг кадми хлоридын уусмалд нэмж, үүссэн тунадас уусах хүртэл хольцыг сайтар хольж, нэрмэл усаар шингэлнэ. Дараа нь уусмалыг натрийн гидроксидээр шүлтлэг болгож, түүнд тиокарбамид нэмдэг бөгөөд энэ үеэс урвалын цагийг тоолж эхэлдэг. Эцэст нь, хамгийн тохиромжтой тогтворжуулагчийг тогтворжуулах нэмэлт болгон нэмнэ, энэ тохиолдолд Trilon B (0.1M). Шаардлагатай хэмжээг туршилтаар тодорхойлсон. Туршилтыг 298 К-ийн температурт хийж, идэвхжүүлэлтийг хэт ягаан туяанд хийсэн.
Нэмсэн урвалжуудын эзлэхүүнийг эхлэлийн бодисын анхны концентрацийн утгыг ашиглан эквивалентийн хуулийн дагуу тооцоолсон. Урвалын савыг 50 мл-ийн эзэлхүүнтэй сонгосон.
Урвалын механизм нь нимгэн хальс үүсгэх механизмтай төстэй боловч үүнээс ялгаатай нь QD-ийн нийлэгжилтэд илүү шүлтлэг орчин (рН = 13.0) болон Trilon B тогтворжуулагчийг ашигладаг бөгөөд энэ нь бүрхэх замаар урвалыг удаашруулдаг. CdS тоосонцор бөгөөд жижиг хэмжээтэй хэсгүүдийг (3 нм-ээс) авах боломжийг олгодог.
Эхний мөчид уусмал нь тунгалаг, минутын дараа шаргал өнгөтэй болж эхэлдэг. Хэт ягаан туяанд идэвхжсэн үед уусмал нь тод ногоон өнгөтэй байна. Тохиромжтой концентраци, түүнчлэн тогтворжуулагчийг (энэ тохиолдолд Trilon B) сонгохдоо уусмал нь хэмжээсээ 1 цаг хүртэл хадгалж, дараа нь бөөгнөрөл үүсч, тунадас үүсч эхэлдэг.
Хэмжилтийг Photocor Compact ширхэгийн хэмжээ анализатор дээр хийсэн бөгөөд үр дүнг корреляцийн функцэд дүн шинжилгээ хийж, уусмал дахь бөөмсийн дундаж радиус руу дахин тооцдог DynaLS програмыг ашиглан боловсруулсан. Зураг дээр. 3.1 ба 3.2-т DynaLS програмын интерфейс, түүнчлэн CdS QD-ийн бөөмийн хэмжээг хэмжих корреляцийн функцийг боловсруулах үр дүнг харуулав.
Зураг 3.1. CdS QD шийдлийн корреляцийн функцийг арилгах үед DynaLS програмын интерфейс.
Зураг 3.2. CdS QD шийдлийн корреляцийн функцийг боловсруулах үр дүн.
Зурагт заасны дагуу. 3.2-аас харахад уусмалд 2 нм радиустай хэсгүүд (оргил No2), түүнчлэн том бөөгнөрөл агуулагдаж байгааг харж болно. Уусмал дахь бөөмсийн зөвхөн Брауны хөдөлгөөн байхгүй тул 4-6 оргилууд алдаатай харагдаж байна.
ЧД ширхэгийн хэмжээнд кадми давсны концентраци үзүүлэх нөлөөCDS
Квантын цэгүүдийн хэмжээсийн нөлөөнд хүрэхийн тулд эхлэх урвалжуудын оновчтой концентрацийг сонгох хэрэгтэй. Энэ тохиолдолд кадми давсны концентраци чухал үүрэг гүйцэтгэдэг тул CdCl 2-ийн концентрацийг өөрчлөх үед CdS бөөмсийн хэмжээ өөрчлөгдөхийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Кадми давсны концентрацийг өөрчилсний үр дүнд дараахь хамаарлыг олж авав.
Зураг 3.3. =0.005M (1), =0.01M (2), =0.02M үед CdS QD-ийн ширхэгийн хэмжээд кадми давсны концентрацийн нөлөө.
11-р зурагнаас харахад CdCl 2-ын концентраци өөрчлөгдөхөд CdS бөөмсийн хэмжээ бага зэрэг өөрчлөгддөг. Гэхдээ туршилтын үр дүнд хэмжээсийн эффект үүсгэх чадвартай бөөмс үүсэх оновчтой концентрацийн хязгаарт байх шаардлагатай нь батлагдсан.
Хар тугалганы сульфид дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилт
Энэхүү шинжлэх ухааны судалгааны өөр нэг сонирхолтой чиглэл бол хар тугалганы сульфид дээр суурилсан квант цэгүүдийг судлах явдал байв. Гидрохимийн синтезийн явцад энэ материалын шинж чанар, түүнчлэн CdS-ийг сайтар судалж үзсэн бөгөөд үүнээс гадна хар тугалгын сульфид нь хор багатай тул анагаах ухаанд хэрэглэх цар хүрээг өргөжүүлдэг. PbS QD-ийн нийлэгжилтэнд моль/л-ийн дараах урвалжуудыг ашигласан: [PbAc 2 ] = 0.05; = 0.2; = 0.12; [TM] = 0.3. Ус зайлуулах процедур нь CdS-ийн найрлагатай адил байна: ацетатын уусмалд натрийн цитратын уусмал нэмж, үүссэн тунадас уусах хүртэл хольцыг сайтар хольж, нэрмэл усаар шингэлнэ. Дараа нь уусмалыг натрийн гидроксидээр шүлтлэг болгож, түүнд тиокарбамид нэмдэг бөгөөд энэ үеэс урвалын цагийг тоолж эхэлдэг. Эцэст нь тогтворжуулах нэмэлт болгон праестол гадаргуугийн идэвхтэй бодис нэмнэ. Туршилтыг 298 К-ийн температурт хийж, идэвхжүүлэлтийг хэт ягаан туяанд хийсэн.
Эхний мөчид урвалын хольц нь тунгалаг байх боловч 30 минутын дараа аажмаар үүлэрхэг болж, уусмал нь цайвар шаргал өнгөтэй болно. Праестол нэмээд хутгасны дараа уусмалын өнгө өөрчлөгдөхгүй. 3 минутын дараа уусмал нь хэт ягаан туяанд тод шар-ногоон гэрэлтэж, CdS-ийн нэгэн адил спектрийн ногоон хэсгийг дамжуулдаг.
Хэмжилтийг Photocor Compact хэмжээтэй анализатор ашиглан хийсэн. Корреляцийн функц ба хэмжилтийн үр дүнг Зураг дээр үзүүлэв. 3.4 ба 3.5 тус тус:
Зураг 3.4. PbS QD шийдлийн корреляцийн функцийг арилгах үед DynaLS програмын интерфейс.
Цагаан будаа. 3.5.PbS QD уусмалын корреляцийн функцийг боловсруулсны үр дүн.
Зурагт заасны дагуу. 13-р зурагт уусмал нь 7.5 нм радиустай бөөмс, түүнчлэн 133.2 нм радиустай бөөгнөрөл агуулсан болохыг харуулж байна. Уусмалд зөвхөн Брауны хөдөлгөөн төдийгүй урвалын явц байгаа тул 2 ба 3 дугаартай оргилууд нь алдаатай харагдаж байна.
ЧД ширхэгийн хэмжээнд хар тугалганы давсны концентраци үзүүлэх нөлөөPbS
CdS-ийн коллоид уусмалын нийлэгжилт, PbS уусмалын нийлэгжилтийн нэгэн адил хэмжээсийн үр дүнд хүрэхийн тулд эхлэх урвалжуудын концентрацийг сонгох хэрэгтэй. Хар тугалганы давсны концентраци нь PbS QD-ийн хэмжээнд хэрхэн нөлөөлж байгааг авч үзье.
Хар тугалганы давсны концентрацийг өөрчилсний үр дүнд дараахь хамаарлыг олж авав.
Цагаан будаа. 3.6. [PbAc 2 ]=0.05M (1), [PbAc 2 ]=0.01M (2), [PbAc 2 ]=0.02M үед PbS QD-ийн ширхэгийн хэмжээд хар тугалганы давсны концентраци үзүүлэх нөлөө.
Зурагт заасны дагуу. Зураг 14-т хар тугалганы давсны оновчтой концентраци (0.05 М) үед ширхэгийн хэмжээ тогтмол өсөх хандлагатай байдаггүй бол хар тугалгын давсны концентраци 0.01 ба 0.02 М үед ширхэгийн хэмжээ бараг шугаман өсөлттэй байгааг харуулж байна. Тиймээс хар тугалганы давсны анхны концентрацийг өөрчлөх нь PbS QD уусмалын хэмжээ нөлөөнд ихээхэн нөлөөлдөг.
Хатуу уусмал дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилтCDS- PbS
Орлуулах хатуу уусмал дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилт нь маш ирээдүйтэй бөгөөд энэ нь тэдгээрийн найрлага, функциональ шинж чанарыг өргөн хүрээнд өөрчлөх боломжийг олгодог. Металл халькогенидыг орлуулах хатуу уусмал дээр суурилсан квант цэгүүд нь тэдгээрийн хэрэглээний хамрах хүрээг ихээхэн өргөжүүлж чаддаг. Энэ нь ялангуяа кинетик саадаас болж харьцангуй тогтвортой байдаг хэт ханасан хатуу уусмалуудад хамаатай. Металлын халькогенидын хатуу уусмал дээр суурилсан квант цэгүүдийн нийлэгжилтийн туршилтын талаархи уран зохиолын тайлбарыг бид олж чадаагүй байна.
Энэхүү ажилд анх удаа хар тугалганы сульфидын талаас CdS–PbS орлуулах хэт ханасан хатуу уусмал дээр үндэслэн квант цэгүүдийг нэгтгэн, судлах оролдлого хийсэн. Материалын шинж чанарыг тодорхойлохын тулд моль/л-ийн найрлагатай урвалын холимог дахь квант цэгүүдийг олж авах цуврал туршилтуудыг явуулсан: = 0.01; [PbAc 2] = 0.05; = 0.2; = 4; [TM] = 0.3. Энэхүү найрлага нь 6-8 моль% кадми сульфидын агууламжтай хэт ханасан орлуулах хатуу уусмал авах боломжтой болгодог.
Энэ тохиолдолд урвалжуудыг цутгах дарааллыг хатуу тодорхойлсон: эхний саванд натрийн цитратыг хар тугалга ацетатын уусмалд нэмж, амархан уусдаг цагаан тунадас үүсгэдэг, хольцыг сайтар хольж, нэрмэл усаар шингэлнэ. Хоёр дахь саванд аммиакийн усан уусмалыг кадми хлоридын уусмалд нэмнэ. Дараа нь уусмалыг хольж, тиокарбамид нэмж өгдөг бөгөөд энэ мөчөөс эхлэн урвалын хугацаа эхэлдэг. Эцэст нь тогтворжуулах нэмэлт болгон праестол гадаргуугийн идэвхтэй бодис нэмнэ. Туршилтыг 298 К-ийн температурт хийж, идэвхжүүлэлтийг хэт ягаан туяанд хийсэн.
Анхны уусмалыг нэмсний дараа уусмалын өнгө өөрчлөгдөхгүй, харагдахуйц хэсэгт хүрэн өнгөтэй болно. Энэ тохиолдолд шийдэл нь ил тод хэвээр байна. Хэт ягаан туяаны гэрлээр идэвхжсэн үед уусмал нь тод шар гэрлээр гэрэлтэж эхэлдэг бөгөөд 5 минутын дараа тод ногоон өнгөтэй болно.
Хэдэн цагийн дараа тунадас үүсч, реакторын хананд саарал хальс үүснэ.
Бөөмийн хэмжээний судалгааг Photocor Compact төхөөрөмж ашиглан хийсэн. Корреляцийн функц бүхий DynaLS програмын интерфейс ба түүний боловсруулалтын үр дүнг Зураг дээр үзүүлэв. 3.7 ба 3.8 тус тус:
Зураг 3.7. CdS-PbS TRZ дээр суурилсан QD шийдлийн корреляцийн функцийг арилгах үед DynaLS програмын интерфейс.
Цагаан будаа. 3.8. Цагаан будаа. 3.5.CdS-PbS TZ дээр суурилсан ЧД уусмалын корреляцийн функцийг боловсруулсны үр дүн.
Зурагт заасны дагуу. 3.8. Уусмал нь 1.8 нм радиустай (оргил No2) бөөмс, мөн 21.18 нм радиустай бөөгнөрөлийг агуулж байгааг харж болно. Оргил No1 нь уусмал дахь шинэ фазын бөөмжилттэй тохирч байна. Энэ нь хариу үйлдэл үргэлжилсээр байна гэсэн үг юм. Үүний үр дүнд Брауны хөдөлгөөнөөс өөр төрлийн бөөмсийн хөдөлгөөн байдаг тул 4 ба 5-р оргилууд алдаатай харагдаж байна.
Хүлээн авсан өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийснээр квант цэгүүдийг нийлэгжүүлэх гидрохимийн арга нь тэдгээрийг үйлдвэрлэхэд ирээдүйтэй гэж бид итгэлтэйгээр хэлж чадна. Гол бэрхшээл нь янз бүрийн эхлэлийн урвалжуудад тогтворжуулагчийг сонгоход оршино. Энэ тохиолдолд хар тугалганы сульфид дээр суурилсан CdS-PbS ба QD дээр суурилсан TRZ-ийн коллоид уусмалд праестол гадаргуугийн идэвхтэй бодис хамгийн тохиромжтой бол кадми сульфид дээр суурилсан QD-ийн хувьд Trilon B нь хамгийн тохиромжтой.
Амьдралын аюулгүй байдлын хэсгийн танилцуулга
Амьдралын аюулгүй байдал
Амьдралын аюулгүй байдал (LS) нь хүн ба хүрээлэн буй орчны объектуудад үзүүлэх нөлөөллийн аюул, хүсээгүй үр дагавар, тэдгээрийн илрэлийн хэлбэр, тэдгээрээс хамгаалах аргуудыг судалдаг шинжлэх ухаан, техникийн мэдлэгийн салбар юм.
Амьдралын аюулгүй байдлын зорилго нь хүн төрөлхтөнд гэр, ажил, тээвэр, онцгой байдлын үед заналхийлж буй аливаа төрлийн аюулаас (байгалийн, хиймэл, хүрээлэн буй орчин, антропоген) үүсэх эрсдлийг бууруулах, хамгаалах явдал юм.
Амьдралын аюулгүй байдлын үндсэн томъёо нь хүний хүрээлэн буй орчинтой харилцах явцад гарч болзошгүй аюулаас урьдчилан сэргийлэх, урьдчилан сэргийлэх явдал юм.
Тиймээс BZD нь дараахь үндсэн асуудлуудыг шийддэг.
байгаль орчинд үзүүлэх сөрөг нөлөөллийн төрлийг тодорхойлох (хүлээн зөвшөөрөх, тоон үнэлгээ);
зардал, үр ашгийн харьцуулалт дээр үндэслэн аюулаас хамгаалах, эсвэл зарим сөрөг хүчин зүйлийн хүн, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллөөс урьдчилан сэргийлэх;
аюултай, хортой хүчин зүйлийн нөлөөллийн сөрөг үр дагаврыг арилгах;
хүний хүрээлэн буй орчны хэвийн, өөрөөр хэлбэл тав тухтай байдлыг бий болгох.
Орчин үеийн хүний амьдралд амьдралын аюулгүй байдалтай холбоотой асуудал улам бүр чухал байр суурийг эзэлдэг. Байгалийн гаралтай аюултай, хортой хүчин зүйлсээс гадна антропоген гаралтай олон тооны сөрөг хүчин зүйлүүд (дуу чимээ, чичиргээ, цахилгаан соронзон цацраг гэх мэт) нэмэгдсэн. Энэхүү шинжлэх ухаан үүсэх нь орчин үеийн нийгмийн объектив хэрэгцээ юм.
Лабораторид хортой, аюултай үйлдвэрлэлийн хүчин зүйлүүд
ГОСТ 12.0.002-80 SSBT-ийн дагуу хортой үйлдвэрлэлийн хүчин зүйл нь тодорхой нөхцөлд ажилчинд үзүүлэх нөлөөлөл нь өвчин тусах, гүйцэтгэл буурах, (эсвэл) үр удамын эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлж болзошгүй хүчин зүйл юм. Тодорхой нөхцөлд хортой хүчин зүйл аюултай болж болно.
Аюултай үйлдвэрлэлийн хүчин зүйл нь тодорхой нөхцөлд ажилчинд үзүүлэх нөлөөлөл нь гэмтэл, цочмог хордлого, бусад гэнэтийн эрүүл мэнд муудах, үхэлд хүргэдэг хүчин зүйл юм.
ГОСТ 12.0.003-74-ийн дагуу бүх аюултай, хортой үйлдвэрлэлийн хүчин зүйлсийг тэдгээрийн үйл ажиллагааны шинж чанараас хамааран дараахь бүлэгт хуваана: физик; химийн; биологийн; психофизиологийн. Судалгаа хийсэн лабораторид физик, химийн SanPiN 2.2.4.548-96 байдаг.
Хортой бодисууд
Хортой бодис гэдэг нь хүний биед хүрэлцэх үед гэмтэл, өвчин, эрүүл мэндийн асуудал үүсгэдэг бодис бөгөөд түүнтэй харьцах явцад болон одоогийн болон хойч үеийнхний урт хугацааны амьдралд орчин үеийн аргаар илрүүлэх боломжтой бодис юм. ГОСТ 12.1.007-76 SSBT-ийн дагуу биед үзүүлэх нөлөөллийн зэргээс хамааран хортой бодисыг аюулын дөрвөн ангилалд хуваадаг.
I - маш аюултай бодис;
II - маш аюултай бодис;
III - дунд зэргийн аюултай бодис;
IV - аюул багатай бодисууд.
Зөвшөөрөгдөх дээд концентраци (MAC) гэдэг нь хүний биед удаан хугацааны туршид өдөр тутмын нөлөөгөөр орчин үеийн судалгааны аргаар тогтоосон эмгэг өөрчлөлт, өвчин үүсгэдэггүй хүрээлэн буй орчинд химийн элементүүд ба тэдгээрийн нэгдлүүдийн концентрацийг ойлгодог. одоогийн болон дараагийн үеийнхний амьдралын аль ч үед.
Исэлдлийн системийн лабораторид ажил гүйцэтгэхдээ хүснэгтэд заасан хортой бодисуудыг ашигладаг. 4.1. Агаар дахь уурын концентрацийг бууруулахын тулд яндангийн агааржуулалтыг асаасан бөгөөд энэ нь ГОСТ 12.1.005-88 SSBT стандартын дагуу хортой бодисын агууламжийг аюулгүй түвшинд хүртэл бууруулдаг.
Хүснэгт 4.1 – Ажлын хэсгийн агаар дахь хортой бодисын MPC
Үүнд: + - тэдэнтэй ажиллахдаа арьс, нүдний тусгай хамгаалалт шаарддаг нэгдлүүд;
Кадми нь нэгдлүүдийн төрлөөс үл хамааран элэг, бөөрөнд хуримтлагдаж, тэдгээрийг гэмтээх шалтгаан болдог. Хоол боловсруулах ферментийн үйл ажиллагааг бууруулдаг.
Хар тугалга нь биед хуримтлагдах үед мэдрэлийн, гематологийн, дотоод шүүрлийн болон хорт хавдар үүсгэх сөрөг нөлөө үзүүлдэг. Бөөрний үйл ажиллагааг алдагдуулдаг.
Тиокарбамид нь арьсыг цочроох шалтгаан болж, зүрх судасны дархлааны систем, нөхөн үржихүйн эрхтэнд хортой нөлөө үзүүлдэг.
Trilon B нь арьс, нүдний салст бүрхэвч, амьсгалын замын цочрол үүсгэдэг.
Натрийн гидроксид нь нүд, арьс, амьсгалын замыг идэмхий. Залгихад идэмхий. Аэрозольоор амьсгалах нь уушигны хаван үүсгэдэг.
Олейны хүчил нь хортой. Мансууруулах бодисын нөлөө сул байдаг. Цус, гематопоэтик эрхтэн, хоол боловсруулах тогтолцооны эрхтнүүд, уушигны хаван зэрэг өөрчлөлттэй цочмог ба архаг хордлого боломжтой.
Нунтаг нийлэгжилтийг агааржуулалтын шүүгээнд хийдэг бөгөөд үүний үр дүнд ажлын талбайн агаарт (ямар ч хэмжээ, шинж чанартай) агаарт үл хамаарах аливаа тоосонцрын концентраци тэг болох хандлагатай байдаг. Үүнээс гадна хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг ашигладаг: тусгай хувцас; амьсгалын замын хамгаалалтын хувьд - амьсгалын аппарат, хөвөн самбай боолт; харааны эрхтнүүдийг хамгаалах - хамгаалалтын шил; гарын арьсыг хамгаалах - латекс бээлий.
Бичил цаг уурын параметрүүд
Бичил уур амьсгал гэдэг нь биеийн дулаан солилцоо, хүний эрүүл мэндэд нөлөөлдөг дотоод орчны физик хүчин зүйлсийн цогц юм. Бичил цаг уурын үзүүлэлтүүдэд температур, чийгшил, агаарын хурд, хаалттай байгууламж, объект, тоног төхөөрөмжийн гадаргуугийн температур, түүнчлэн тэдгээрийн зарим деривативууд орно: өрөөний босоо ба хэвтээ агаарын температурын градиент, дотоод гадаргуугаас дулааны цацрагийн эрч хүч. .
SanPiN 2.2.4.548-96 нь гүйцэтгэсэн ажлын хүнд байдал, жилийн улирлаас хамааран үйлдвэрлэлийн байрны ажлын талбайн температур, харьцангуй чийгшил, агаарын хурдны оновчтой, зөвшөөрөгдөх утгыг тогтоодог. дулаан. Хүний сайн сайхан байдал, гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөөллийн түвшингээс хамааран бичил цаг уурын нөхцлийг оновчтой, зөвшөөрөгдөх, хортой, аюултай гэж хуваадаг.
SanPiN 2.2.4.548-96 стандартын дагуу лабораторийн нөхцөл нь сууж, зогсож, алхахтай холбоотой, бие махбодийн зарим стресс дагалддаг ажлын Ib ангилалд (140-174 Вт эрчим хүчний эрчимтэй ажил) хамаарна.
Нэг ажилчинд ногдох талбай, бодит/стандарт, м2 – 5/4.5
Нэг ажилчинд ногдох хэмжээ, бодит/стандарт, м 2 – 24/15
Бичил уур амьсгалын үзүүлэлтүүдийн утгыг Хүснэгт 4.2-т үзүүлэв.
Ажлын лабораторид бичил цаг уурын оновчтой параметрүүдээс хазайлт ажиглагддаггүй. Бичил уур амьсгалын параметрүүдийг хадгалах нь халаалт, агааржуулалтын системээр хангагдана.
Агааржуулалт
Агааржуулалт гэдэг нь ГОСТ 12.4.021-75 SSBT стандартын дагуу үйлчилгээний болон ажлын талбайн цаг уурын зөвшөөрөгдөх нөхцөл, агаарын цэвэр байдлыг хангахын тулд илүүдэл дулаан, чийг, хортой болон бусад бодисыг зайлуулах өрөөнүүдэд агаар солилцох явдал юм.
Физик ба коллоид химийн тэнхимийн лабораторид агааржуулалтыг байгалийн (цонх, хаалгаар) болон механик аргаар (ариун ахуй, байгаль орчин, галын аюулгүй байдлын дүрмийн дагуу утааны бүрээс) гүйцэтгэдэг.
Хортой бодистой бүх ажил утааны бүрхүүлд явагддаг тул бид түүний агааржуулалтыг тооцоолох болно. Ойролцоогоор тооцооллын хувьд шаардлагатай агаарын хэмжээг 2.1 томъёоны дагуу агаарын солилцооны ханш (K p) дагуу авна.
энд V нь өрөөний эзэлхүүн, м3;
L – нийт бүтээмж, м 3 / цаг.
Агаарын солилцооны ханш нь өрөөний агаар цагт хэдэн удаа өөрчлөгдөж байгааг харуулдаг. K p-ийн утга нь ихэвчлэн 1-10 байна. Гэхдээ утааны бүрхүүлийн агааржуулалтын хувьд энэ үзүүлэлт хамаагүй өндөр байна. Засгийн газрын эзэлдэг талбай нь 1.12 м 2 (урт 1.6 м, өргөн 0.7 м, өндөр (H) 2.0 м). Дараа нь агаарын сувгийг (1.5) харгалзан нэг кабинетийн эзэлхүүн нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.
V= 1.12 ∙ 2+ 1.5=3.74 м 3
Лаборатори нь 4 утааны бүрээсээр тоноглогдсон тул нийт эзэлхүүн нь 15 м 3 байна.
Паспортын мэдээллээс харахад RFE 140 SKU брэндийн OSTBERG фен нь 320 м 3 / цаг хүчин чадалтай, 230 В хүчдэлтэй янданд ашиглагддаг. Түүний гүйцэтгэлийг мэдэхийн тулд 4.1 томъёог ашиглан агаарын солилцооны ханшийг тодорхойлоход хялбар байдаг.
h -1
Утааны 1 ширхэгийн агаарын солилцооны ханш 85.56 байна.
Дуу чимээ гэдэг нь янз бүрийн физик шинж чанартай санамсаргүй чичиргээ бөгөөд тэдгээрийн цаг хугацааны болон спектрийн бүтцийн нарийн төвөгтэй байдал, хүрээлэн буй орчны физик бохирдлын нэг хэлбэр бөгөөд дасан зохицох нь бие махбодийн хувьд боломжгүй юм. Тодорхой хэмжээнээс хэтэрсэн дуу чимээ нь гормоны шүүрлийг нэмэгдүүлдэг.
Зөвшөөрөгдөх дуу чимээний түвшин нь хүнд ноцтой саад учруулахгүй, дуу чимээнд мэдрэмтгий систем, анализаторын үйл ажиллагааны төлөв байдалд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт оруулдаггүй түвшин юм.
Дууны давтамжаас хамааран дууны даралтын зөвшөөрөгдөх түвшинг ГОСТ 12.1.003-83 SSBT стандартын дагуу 4.3-р хүснэгтэд үзүүлэв.
Хүснэгт 4.3 – Октавын давтамжийн зурвас дахь дууны даралтын зөвшөөрөгдөх түвшин ба ажлын байран дахь түүнтэй адилтгах дуу чимээний түвшин
SNiP 23-03-2003 стандартын дагуу чимээ шуугианаас хамгаалах нь чимээ шуугианаас хамгаалах хэрэгслийг хөгжүүлэх, хамтын хамгаалалтын хэрэгсэл, аргыг ашиглах, хамтын хамгаалалтын хэрэгсэл, аргыг ашиглах, хувийн хамгаалалтын хэрэгслийг ашиглах замаар хангагдах ёстой. ГОСТ 12.1.003-83 SSBT-д нарийвчлан ангилагдсан тоног төхөөрөмж.
Лабораторийн байнгын дуу чимээний эх үүсвэр нь утааны бүрээс юм. Дуу чимээний түвшинг ойролцоогоор 45 дБ гэж тооцоолсон, өөрөөр хэлбэл. тогтоосон стандартаас хэтрэхгүй.
Гэрэлтүүлэг
Гэрэлтүүлэг гэдэг нь гадаргуугийн жижиг талбайд туссан гэрлийн урсгалыг түүний талбайтай харьцуулсан харьцаатай тэнцүү гэрлийн утга юм. Гэрэлтүүлгийг SP 52.13330.2011 стандартын дагуу зохицуулдаг.
Аж үйлдвэрийн гэрэлтүүлэг нь дараахь байж болно.
байгалийн(нарны шууд тусгал, тэнгэрээс сарнисан гэрлийн нөлөөгөөр газарзүйн өргөрөг, өдрийн цаг, үүлэрхэг байдлын зэрэг, агаар мандлын тунгалаг байдал, жилийн цаг, хур тунадас гэх мэт зэргээс хамаарч өөр өөр байдаг);
хиймэл(хиймэл гэрлийн эх үүсвэрээр үүсгэгдсэн). Байгалийн гэрэл байхгүй эсвэл байхгүй үед ашигладаг. Зөв зохистой хиймэл гэрэлтүүлэг нь хөрөнгө, материал, цахилгаан эрчим хүчний хүлээн зөвшөөрөгдсөн хэрэглээ бүхий ажлын хэвийн нөхцлийг хангах ёстой;
байгалийн гэрэл хангалтгүй үед хэрэглэнэ хосолсон (хосолсон) гэрэлтүүлэг. Сүүлийнх нь өдрийн цагаар байгалийн болон хиймэл гэрлийг нэгэн зэрэг ашигладаг гэрэлтүүлэг юм.
Химийн лабораторид байгалийн гэрэлтүүлгийг нэг талын цонхоор хангадаг. Байгалийн гэрэл хангалтгүй тул хиймэл гэрэлтүүлэг ашигладаг. Энэ нь 8 ширхэг OSRAM L 30 чийдэнг ашиглан хийгддэг.Холимог гэрэлтүүлгийн тусламжтайгаар лабораторийн оновчтой гэрэлтүүлгийг олж авдаг.
цахилгааны аюулгүй байдал
ГОСТ 12.1.009-76 SSBT стандартын дагуу цахилгааны аюулгүй байдал нь хүмүүсийг цахилгаан гүйдэл, цахилгаан нум, цахилгаан соронзон орон, статик цахилгааны хортой, аюултай нөлөөллөөс хамгаалах зохион байгуулалт, техникийн арга хэмжээ, хэрэгслийн систем юм.
Химийн лабораторид цахилгаан цочролын эх үүсвэр нь цахилгаан тоног төхөөрөмж - нэрэх төхөөрөмж, термостат, цахилгаан зуух, электрон жин, цахилгаан залгуур юм. Цахилгаан тоног төхөөрөмж, түүний дотор суулгагдсан тооцоолох төхөөрөмжүүдийн аюулгүй байдлын ерөнхий шаардлагыг ГОСТ R 52319-2005 стандартаар тогтоодог.
Хүний биед дамждаг цахилгаан гүйдэл нь дараахь төрлийн нөлөө үзүүлдэг: дулааны, электролитийн, механик, биологийн. Цахилгааны суурилуулалтанд цахилгаан цочролоос хамгаалахын тулд ГОСТ 12.1.030-81 SSBT стандартын дагуу хамгаалалтын техникийн арга, хэрэгслийг ашиглах шаардлагатай.
Цахилгаан угсралтын дүрмийн цахилгаан байгууламжийг төлөвлөх дүрмийн дагуу хүмүүсийн цахилгаан цочролын аюулын талаархи бүх байрыг гурван ангилалд хуваана: аюул нэмэгдэхгүй; аюул нэмэгдсэн; ялангуяа аюултай.
Лабораторийн байр нь эрсдэлгүй ангилалд багтдаг. Цахилгаан байгууламжид цахилгаан цочролоос хамгаалахын тулд техникийн арга, хамгаалалтын хэрэгслийг ашиглах шаардлагатай.
Галын аюулгүй байдал
ГОСТ 12.1.004-91 SSBT стандартын дагуу гал түймэр нь дулааны задрал ба/эсвэл шаталтын хүчин зүйлсийн улмаас хүмүүс болон (эсвэл) материаллаг эд хөрөнгөд үзүүлэх нөлөөллийн үр дүнд нийгэм, эдийн засгийн хохирол учруулдаг хяналтгүй шаталтын үйл явц юм. тусгай эх үүсвэр, түүнчлэн хэрэглэсэн гал унтраах бодис.
Лабораторид гал гарч болзошгүй шалтгаан нь аюулгүй ажиллагааны дүрэм зөрчсөн, цахилгаан тоног төхөөрөмжийн эвдрэл, цахилгааны утас гэх мэт.
NPB 105-03-ын дагуу байр нь "B1" ангилалд хамаарна, өөрөөр хэлбэл. галын аюултай, шатамхай болон удаан шатдаг шингэн, шатамхай бодис, материал, зөвхөн шатах боломжтой хуванцар. SNiP 01/21/97 стандартын дагуу барилга нь галд тэсвэртэй II зэрэгтэй.
Гал гарсан тохиолдолд хүмүүсийг аюулгүй нүүлгэн шилжүүлэх замыг гаргаж өгдөг. Нүүлгэн шилжүүлэх замын хэвтээ хэсгийн өндөр нь дор хаяж 2 м, нүүлгэн шилжүүлэх замын хэвтээ хэсгийн өргөн нь 1.0 м-ээс багагүй байх ёстой. Зугтах замууд гэрэлтдэг.
Лаборатори нь одоо байгаа стандартын дагуу галын аюулгүй байдлын бүх дүрмийг дагаж мөрдсөн.
Онцгой байдал
ГОСТ R 22.0.05-97-д зааснаар онцгой байдлын нөхцөл байдал (ES) нь осол аваар, хүний амь нас, эрүүл мэндэд хохирол учруулж болзошгүй хүний гамшгийн улмаас тодорхой нутаг дэвсгэр, эдийн засгийн байгууламжид гэнэтийн, гэнэтийн нөхцөл байдал юм. хүний эрүүл мэнд буюу хүрээлэн буй орчин, материаллаг хохирол, хүмүүсийн амьдрах нөхцөлийг алдагдуулах.
Химийн лабораторид яаралтай тусламж үзүүлэх дараах шалтгаанууд байж болно.
аюулгүй байдлын дүрмийг зөрчсөн;
цахилгаан хэрэгслийн гал;
цахилгаан тоног төхөөрөмжийн тусгаарлагчийг зөрчсөн;
Лабораторид тохиолдож болзошгүй онцгой байдлын шалтгааны улмаас болзошгүй онцгой байдлын 4.4-р хүснэгтийг эмхэтгэсэн.
Болзошгүй онцгой нөхцөл байдлаас хамгаалах арга замууд нь онцгой байдлын үед аюулгүй байдлын урьдчилан сэргийлэх арга хэмжээ, зан үйлийн талаархи тогтмол зааварчилгаа юм; цахилгааны утсыг тогтмол шалгах; нүүлгэн шилжүүлэх төлөвлөгөө байгаа эсэх.
Хүснэгт 4.4 – Лабораторид гарч болзошгүй онцгой нөхцөл байдал
|
Яаралтай байж болзошгүй |
Үүссэн шалтгаан |
Онцгой байдлын үед авах арга хэмжээ |
|
Цахилгаан цохих |
Цахилгаан гүйдэлтэй ажиллах аюулгүй байдлын дүрмийг зөрчсөн; Тусгаарлагчийн бүрэн бүтэн байдлыг зөрчиж, тусгаарлагч материалын хөгшрөлтийг үүсгэдэг. |
Ерөнхий унтраалга ашиглан цахилгааныг унтраах; хохирогчийг түргэн тусламж дуудах; шаардлагатай бол анхны тусламж үзүүлэх; Онцгой байдлын шалтгааныг тогтоохын тулд тоног төхөөрөмжийг хариуцсан ажилтанд тохиолдсон явдлын талаар мэдээлэх. |
|
Лабораторийн байранд гал гарсан. |
Галын аюулгүй байдлын дүрмийг зөрчсөн; Богино холбоос; |
Лабораторид ажиллаж байгаа тоног төхөөрөмжийг хүчдэлгүй болгох; Гал командыг дуудаж, гал унтраагуураар галыг унтрааж эхлэх; Онцгой байдлын шалтгааныг тогтоохын тулд тоног төхөөрөмжийг хариуцсан ажилтанд тохиолдсон явдлын талаар мэдээлэх. |
BJD хэсгийн дүгнэлт
Амьдралын аюулгүй байдлын хэсэгт дараахь хүчин зүйлсийг харгалзан үзнэ.
бичил цаг уурын параметрүүд нь зохицуулалтын баримт бичигт нийцэж, химийн лабораторид тав тухтай нөхцлийг бүрдүүлэх;
халькогенидын хальс үйлдвэрлэхэд лабораторийн агаар дахь хортой бодисын агууламж нь эрүүл ахуйн стандартад нийцдэг. Лаборатори нь хортой бодисын нөлөөнөөс хамгаалах бүх шаардлагатай хувь хүний болон хамтын хэрэгсэлтэй;
-320 м 3/цаг хүчин чадалтай, -230 В хүчдэлтэй, OSTBERG брэндийн RFE 140 SKU сэнс дээр суурилсан утааны бүрээсний агааржуулалтын системийн тооцоо нь химийн урвалжуудын хүний биед үзүүлэх хор хөнөөлийг багасгах чадварыг баталгаажуулдаг. , тооцоолсон өгөгдлийн дагуу агаарын солилцооны хангалттай ханшийг хангадаг - 86;
ажлын байран дахь дуу чимээ нь стандарт стандартад нийцдэг;
лабораторийн хангалттай гэрэлтүүлгийг ихэвчлэн хиймэл гэрэлтүүлгээр хангадаг;
Цахилгаан цочролын эрсдэлийн хувьд химийн лабораторийг аюул ихтэй байранд ангилдаг бөгөөд ашигласан төхөөрөмжүүдийн бүх гүйдэл дамжуулах хэсгүүд нь тусгаарлагдсан, газардуулгатай байдаг.
Энэ лабораторийн өрөөний галын аюулыг мөн авч үзсэн. Энэ тохиолдолд "В1" ангилалд багтах боломжтой бөгөөд галд тэсвэртэй байдлын зэрэг нь II байна.
Онцгой байдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд UrFU нь ажилтнууд болон оюутнуудын аюулгүй байдлыг хангах үүрэгтэй хүмүүстэй тогтмол танилцуулга хийдэг. Яаралтай байдлын жишээ болгон цахилгаан тоноглолын гэмтэлээс болж цахилгаанд цохиулсан.
