量子点的定义、工作原理、制备、应用及其在抗癌中的应用

1背景知识

量子点是一种微小的纳米晶体，当受到外部光源（如紫外线）的刺激时，它会发光。量子点中包含多少原子决定了它们的大小，而量子点的大小决定了发出的光的颜色。

1.1量子点材料

1.2量子点是如何工作的？

当能量施加到原子上时，电子会被激发并转移到更高的能级。当电子返回到较低的稳定状态时，这些额外的能量以对应于特定频率的光的形式发射出来。量子点的工作原理大致相同，但量子点晶体就像一个非常大的原子，用来刺激量子点的能量来源通常是紫外光。发出的光的频率或颜色与量子点所用的材料无关，而是由量子点的大小决定的。

1.3量子点的尺寸和颜色的关系

大的量子点会产生波长更长的光，而小的量子点则产生波长更短的光。就可见光谱中的颜色而言，这意味着大量子点产生红光，小量子点产生蓝光——介于两者之间的尺寸可以产生光谱中所有的颜色。通过在同一样品中组合不同尺寸的量子点，可以同时产生整个光谱，并以白光的形式出现。

1.4制备方法

量子点可以通过胶体合成、化学气相沉积（CVD）等多种工艺制造，最简单易得的方法就是通过台式胶体合成。电化学技术和CVD可用于在衬底材料上创建有序的量子点阵列。

2应用

从高分辨率电视屏幕和家庭照明，到未来的量子计算机和医疗应用，量子点均能够有着广阔的应用前景。

2.1医疗应用及癌症治疗

量子点可以被包裹在一个外壳中，以模拟体内的有机受体。这些受体可以与特定的疾病、病毒或其他物质相对应。然后，量子点将寻找并附着在疾病位点上。由于量子点的荧光性质，存在问题的位置点很容易被发现。与位点本身的表面积相比，其表面所需的感受器数量较少，这就留下了大量的空间来放置其他有效组分，这就包括用于量子点一直在寻找的用于治疗各类疾病的药物。

以这种方式,量子点可以被调谐来寻找癌细胞，并直接向癌细胞提供化疗药物。这避免了毒害健康细胞，因此也避免了不少与癌症治疗相关的副作用。

2.2照明应用

量子点以光的形式发射出的能量，接近于输入系统的能量的100%，这种异常高效的效率使得量子点在光和明亮的彩色平板显示器中作为单独的彩色像素具有强大的优势。在照明方面，量子点层可以夹在两个导电层之间，电流直接作用于这些层之间的量子点将使它们发出荧光，这会成为一种非常高效的光源。

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