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本方法以丙三醇作為溶劑及碳源快速制備大量粒徑小于 10 nm 的碳量子點(diǎn)。這種碳量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率能夠達(dá)到 30 %左右。制 備好的碳量子點(diǎn),不需要任何提純即可與成膜性較好的高聚物混合得 到熒光碳量子點(diǎn)薄膜。而且這種碳量子點(diǎn)毒性低，水溶性好，熒光量 子產(chǎn)率高，在細(xì)胞及活體成像方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。總之，該制備方 法簡單易行，材料來源廣泛且廉價，產(chǎn)率大。所得的熒光碳量子點(diǎn)具 有熒光量子產(chǎn)率高、易成膜、低細(xì)胞毒性且耐光漂白等性質(zhì)，已經(jīng)作 為生物成像劑用于細(xì)胞的熒光共聚焦成像

以丙三醇作為溶劑及碳源快速制備大量粒徑小于 10 nm 的 碳量子點(diǎn)。這種碳量子點(diǎn)的熒光量子產(chǎn)率能夠達(dá)到 30 %左右。制備 好的碳量子點(diǎn),不需要任何提純即可與成膜性較好的高聚物混合得到 熒光碳量子點(diǎn)薄膜。

本成果成功制備了一種高量子效率的碳點(diǎn)。該碳點(diǎn)在鈍化后具有尺寸均一、分散性良好、發(fā)光強(qiáng)度高等特點(diǎn)。值得說明的是該碳點(diǎn)量子效率高達(dá)83%，超越了該研究領(lǐng)域全球的最高值，位居首位。將碳點(diǎn)成功應(yīng)用在了LED器件上，LED呈現(xiàn)明亮的白色光，且色度坐標(biāo)（0.3308,0.3312）非常接近于純白光（0.33,0.33），是一個高色純度的LED白色熒光粉。

本專利發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，設(shè)計提供一種非碳電極、原料豐富、成本低、快速高效、自下而上的固態(tài)碳量子點(diǎn)的制備方法。碳量子點(diǎn)是一種新型碳納米材料，具有原料豐富、性質(zhì)穩(wěn)定、毒性小、生物相容性好等諸多優(yōu)勢，在細(xì)胞成像、光電學(xué)、生化傳感器等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。目前，已經(jīng)有很多關(guān)于碳量子點(diǎn)方法制備的報道，主要分為自上而下和自下而上兩大類，其中前者主要通過剝離技術(shù)從大尺寸的碳原材料剝落下碳納米顆粒，包括激光剝離法、電弧放電法、電化學(xué)氧化法等，這一類方法操作簡單、原料豐富，可大批量生產(chǎn)碳量子點(diǎn)，但一般需要較復(fù)雜的碳量子點(diǎn)分離純化處理步驟；后者一般以有機(jī)分子（如：葡萄糖）為原材料，通過碳化的方式將這些分子轉(zhuǎn)化為碳量子點(diǎn)，包括水熱法、微波法等，這類方法合成的碳量子點(diǎn)形貌和尺寸容易控制、表面易修飾，但是一般需要選取合適的特定原料分子。而且，所有上述方法制備出的碳量子點(diǎn)一般為分散溶液的形式，與固態(tài)形式相比，溶液形式的碳量子點(diǎn)的儲存和運(yùn)輸都不方便，為了得到固態(tài)碳量子點(diǎn)，一般需要冷凍干燥方式進(jìn)行處理碳量子點(diǎn)溶液，這種處理方式耗時長，且需要專門的儀器設(shè)備。因此，探索一種兼具自上而下和自下而上兩種方法優(yōu)點(diǎn)、簡單、高效地制備固體碳量子點(diǎn)的方法是非常有必要的。

項(xiàng)目成果/簡介: 熒光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）負(fù)載抗體等生物大分子針對病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測試劑盒。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點(diǎn)等）： 1、使用性能優(yōu)越的碳量子點(diǎn)取代穩(wěn)定性差、熒光量子產(chǎn)率低的有機(jī)熒光染料和毒性大的無機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)； 2、通過調(diào)節(jié)碳量子點(diǎn)的合成原料，使得碳量子點(diǎn)偶聯(lián)錨定在二氧化硅微球上，且不會引起碳點(diǎn)的熒光猝滅從而有利于連接抗體或生物大分子等，產(chǎn)品具有快速、靈敏度和特異性高等優(yōu)勢。應(yīng)用范圍: 應(yīng)用領(lǐng)域及預(yù)期經(jīng)濟(jì)社會效益等： CDs@mSiO2具有經(jīng)濟(jì)性、功能性和環(huán)境協(xié)調(diào)性等基本特性，CDs@mSiO2生產(chǎn)效率高、成本低、性能好等優(yōu)點(diǎn)，可用于病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測。效益分析: 應(yīng)用領(lǐng)域及預(yù)期經(jīng)濟(jì)社會效益等： CDs@mSiO2具有經(jīng)濟(jì)性、功能性和環(huán)境協(xié)調(diào)性等基本特性，CDs@mSiO2生產(chǎn)效率高、成本低、性能好等優(yōu)點(diǎn)，可用于病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測。知識產(chǎn)權(quán)類型:發(fā)明專利知識產(chǎn)權(quán)編號:1、發(fā)明專利“一種兩親性碳量子點(diǎn)及其制備方法” CN201510213429.3； 2、發(fā)明專利“一種氮摻雜碳量子點(diǎn)的簡易綠色合成方法” CN201410039846.6； 3、發(fā)明專利“一種高強(qiáng)度熒光水凝膠及其制備方法” CN201610060548.4； 4、發(fā)明專利“一種超大長徑比的碳量子點(diǎn)聚苯胺復(fù)合納米管及其合成方法”201610316536.3； 5、發(fā)明專利“一種新型的熒光磁性納米管材料及其制備方法” CN201410185776.5。技術(shù)先進(jìn)程度:達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平成果獲得方式:獨(dú)立研究獲得政府支持情況:無

熒光二氧化硅微球（CDs@mSiO2）負(fù)載抗體等生物大分子針對病毒、細(xì)菌和疾病體外檢測試劑盒。 技術(shù)指標(biāo)（創(chuàng)新要點(diǎn)等）： 1、使用性能優(yōu)越的碳量子點(diǎn)取代穩(wěn)定性差、熒光量子產(chǎn)率低的有機(jī)熒光染料和毒性大的無機(jī)半導(dǎo)體量子點(diǎn)； 2、通過調(diào)節(jié)碳量子點(diǎn)的合成原料，使得碳量子點(diǎn)偶聯(lián)錨定在二氧化硅微球上，且不會引起碳點(diǎn)的熒光猝滅從而有利于連接抗體或生物大分子等，產(chǎn)品具有快速、靈敏度和特異性高等優(yōu)勢。

本發(fā)明為一種常溫條件下大批量制備疏水性碳量子點(diǎn)的方法，公開了一種可在室溫、常壓條件下，大規(guī)模制備疏水性碳量子點(diǎn)的方法。此方法以烷基吡啶鹽為碳源和保護(hù)劑，在其溶液中加入強(qiáng)堿，常溫常壓條件下靜置，即可生成具有綠色熒光的疏水性碳量子點(diǎn)。整個制備過程在室溫及常壓條件下完成，操作簡單，成本低，且具有較高的產(chǎn)率，可用于大規(guī)模合成疏水性碳量子點(diǎn)。制備的碳量子點(diǎn)具有低毒、較強(qiáng)的熒光和較高的光穩(wěn)定性，因此在制備熒光油漆、熒光涂料及熒光纖維生產(chǎn)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

量子通信主要涉及量子密鑰分配( QKD)、量子安全直接通信(QSDC) 、量子秘密共享( QSS) 等3個方面。通信雙方以量子態(tài)為信息載體，基于量子力學(xué)相關(guān)原理及量子特性，利用量子信道，在通信收發(fā)雙方之間安全地、無泄漏地直接傳輸有效信息，特別是機(jī)密信息的通信技術(shù)。量子秘密共享旨在對重要的密鑰進(jìn)行安全保護(hù)，使即便部分或全部密鑰被第三方竊取也難以恢復(fù)出真實(shí)的密鑰。

提出一種如下圖所示能克服光子側(cè)向和背向泄露且能極大提高光子前向出射的新型微納“射燈”結(jié)構(gòu)，其單光子理論收集效率在較大的帶寬中超過90%、最高可達(dá)95%。? 該“射燈”結(jié)構(gòu)量子光源的實(shí)驗(yàn)制備難度極大，因?yàn)樗笕蠛诵奈⒓{制備技術(shù)：厚度160nm左右且內(nèi)有量子點(diǎn)的薄膜轉(zhuǎn)移技術(shù)；定位精度小于10nm的量子點(diǎn)光學(xué)精確定位技術(shù)；環(huán)形槽寬度制備精度小于5nm的高質(zhì)量牛眼微納結(jié)構(gòu)制備技術(shù)。為實(shí)驗(yàn)制備出這一性能優(yōu)越的量子光源，王雪華教授團(tuán)隊(duì)自2013年開始，從零起步，堅(jiān)持不懈，不斷探索，先后發(fā)展和掌握了上述三大核心微納制備技術(shù)，在國際上率先制備出綜合性能俱佳的“三高”量子糾纏光子對源

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事徐飛虎、張強(qiáng)，與清華大學(xué)馬雄峰、多倫多大學(xué)Hoi-Kwong Lo等，應(yīng)邀在囯際物理學(xué)權(quán)威綜述期刊、美國物理學(xué)會的《現(xiàn)代物理評論》上發(fā)表題為“基于現(xiàn)實(shí)器件的安全量子密鑰分發(fā)”的長篇綜述論文。該論文系統(tǒng)闡述了量子密碼的原理、理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并指出，經(jīng)過全球?qū)W術(shù)界三十余年的共同努力，現(xiàn)實(shí)條件下量子密碼的安全性已經(jīng)建立起來，尤其是測量器件無關(guān)等量子密鑰分發(fā)協(xié)議的提出，徹底關(guān)閉了量子密碼在物理實(shí)現(xiàn)過程中可能出現(xiàn)的安全性風(fēng)險，為實(shí)