Punto Quantico: Dimentica la tua TV 4K ad altissima definizione, i salti quantici nell'imaging in vivo tra cui cellule vive, test del cancro del sangue, rilevamento e trattamento del cancro

Di Fouad Sabry

Cos'è il punto quantico

I punti quantici (QD) sono particelle semiconduttrici di pochi nanometri, con proprietà ottiche ed elettroniche che differiscono dalle particelle più grandi a causa della meccanica quantistica. Sono un argomento centrale nella nanotecnologia. Quando i punti quantici vengono illuminati dalla luce UV, un elettrone nel punto quantico può essere eccitato in uno stato di energia superiore. Nel caso di un punto quantico semiconduttore, questo processo corrisponde alla transizione di un elettrone dalla banda di valenza alla banda di conduttanza. L'elettrone eccitato può ricadere nella banda di valenza liberando la sua energia mediante l'emissione di luce. Questa emissione di luce (fotoluminescenza) è illustrata nella figura a destra. Il colore di quella luce dipende dalla differenza di energia tra la banda di conduttanza e la banda di valenza, o dalla transizione tra stati energetici discretizzati quando la struttura della banda non è più una buona definizione nei QD.

Come trarrai beneficio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Punto quantico

Capitolo 2: Cella solare a punti quantici

Capitolo 3: Diodo emettitore di luce

Capitolo 4: Visualizzazione dei punti quantici

Capitolo 5: Pericoli per la salute e la sicurezza dei nanomateriali

Capitolo 6: Nanotossicologia

Capitolo 7: Fotocatalisi

Capitolo 8: Pozzo potenziale

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sul punto quantico.

(III) Esempi reali dell'utilizzo del punto quantico in molti campi.

(IV) 17 appendici per spiegare, brevemente, 266 tecnologie emergenti in ciascun settore per avere una comprensione completa a 360 gradi delle tecnologie dei punti quantici.

Per chi è questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di punto quantico.

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 27 gen 2022

Anteprima del libro

Altri libri dell'autore

1 - Propulsione al plasma

2 - Motore a detonazione a impulsi

3 - Robotica Agraria

4 - Sistemi Ecologici Chiusi

5 - Carni Coltivate

6 - Agricoltura Verticale

7 - Veicoli autonomi

8 - Droni autonomi

9 - Robotica autonoma

10 - Armi autonome

11 - Arcologia

12 - Stampa 4D

13 - Città a cupola

14 - Libro mastro distribuito

15 - Valuta digitale

16 - Finanza decentralizzata

17 - Macchine intelligenti

18 - Aerogel

19 - Metallo amorfo

20 - Bioplastica

21 - Polimero conduttivo

22 - Trattamento Criogenico

23 - Armatura dinamica

24 - Fullerene

25 - Grafene

26 - Laboratorio su un chip

27 - Superconduttività ad alta temperatura

28 - Nanoparticelle magnetiche

29 - Fluido magnetoreologico

30 - Microfluidica

31 - Superfluidità

32 - Metamateriale

33 - Schiuma metallica

34 - Struttura multifunzione

35 - Nanomateriali

36 - Materia programmabile

37 - Punto quantico

38 - Silicene

39 - Superlega

40 - Diamante sintetico

41 - Cristallo del Tempo

42 - Calcestruzzo traslucido

43 - Interfaccia Computer Cerebrale

44 - Intelligenza dello sciame

Serie dell'Autore

Tecnologie emergenti nel settore aerospaziale

1 - Propulsione al plasma

2 - Motore a detonazione a impulsi

Tecnologie emergenti in agricoltura

1 - Robotica Agraria

2 - Sistemi Ecologici Chiusi

3 - Carni Coltivate

4 - Agricoltura Verticale

Tecnologie emergenti nelle cose autonome

1 - Veicoli autonomi

2 - Droni autonomi

3 - Robotica autonoma

4 - Armi autonome

Tecnologie emergenti nell'edilizia

1 - Arcologia

2 - Stampa 4D

3 - Città a cupola

Tecnologie emergenti in finanza

1 - Libro mastro distribuito

2 - Valuta digitale

3 - Finanza decentralizzata

Tecnologie emergenti nell'Information Technology

1 - Macchine intelligenti

Tecnologie emergenti nella scienza dei materiali

1 - Aerogel

2 - Metallo amorfo

3 - Bioplastica

4 - Polimero conduttivo

5 - Trattamento Criogenico

6 - Armatura dinamica

7 - Fullerene

8 - Grafene

9 - Laboratorio su un chip

10 - Superconduttività ad alta temperatura

11 - Nanoparticelle magnetiche

12 - Fluido magnetoreologico

13 - Microfluidica

14 - Superfluidità

15 - Metamateriale

16 - Schiuma metallica

17 - Struttura multifunzione

18 - Nanomateriali

19 - Materia programmabile

20 - Punto quantico

21 - Silicene

22 - Superlega

23 - Diamante sintetico

24 - Cristallo del Tempo

25 - Calcestruzzo traslucido

Tecnologie emergenti nelle neuroscienze

1 - Interfaccia Computer Cerebrale

Tecnologie emergenti nella robotica

1 - Intelligenza dello sciame

Un miliardo di esperti

Punto quantico

Dimentica la tua TV 4K ad altissima definizione, i salti quantici nell'imaging vivo tra cui cellule vive, test del cancro del sangue, rilevamento e trattamento del cancro

Fouad Sabry

Diritto d’autore

Quantum Dot Copyright © 2021 di Fouad Sabry. Tutti i diritti riservati.

Tutti i diritti riservati. Nessuna parte di questo libro può essere riprodotta in qualsiasi forma o con qualsiasi mezzo elettronico o meccanico, compresi i sistemi di archiviazione e recupero delle informazioni, senza il permesso scritto dell'autore. L'unica eccezione è da parte di un revisore, che può citare brevi estratti in una recensione.

Copertina disegnata da Fouad Sabry.

Questo libro è un'opera di finzione. Nomi, personaggi, luoghi e incidenti sono prodotti dell'immaginazione dell'autore o sono usati fittiziamente. Qualsiasi somiglianza con persone reali, vive o morte, eventi o luoghi è del tutto casuale.

Bonus

Puoi inviare un'e-mail a [e-mail] con l'oggetto Quantum Dot: dimentica la tua TV 4K ad altissima definizione, i salti quantici nell'imaging vivo tra cui cellule vive, test del cancro del sangue, rilevamento e trattamento del cancro, e riceverai un'e-mail che contiene i primi capitoli di questo libro.

Fouad Sabry

Visita il sito web di 1BK all'indirizzo

www.1BKOfficial.org

Prefazione

Perché ho scritto questo libro?

La storia della scrittura di questo libro è iniziata nel 1989, quando ero uno studente della Scuola Secondaria degli Studenti Avanzati.

È notevolmente simile alle scuole STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica), che sono ora disponibili in molti paesi avanzati.

STEM è un curriculum basato sull'idea di educare gli studenti in quattro discipline specifiche - scienza, tecnologia, ingegneria e matematica - in un approccio interdisciplinare e applicato. Questo termine è in genere usato per affrontare una politica educativa o una scelta di curriculum nelle scuole. Ha implicazioni per lo sviluppo della forza lavoro, le preoccupazioni per la sicurezza nazionale e la politica di immigrazione.

C'era una lezione settimanale in biblioteca, dove ogni studente è libero di scegliere qualsiasi libro e leggere per 1 ora. L'obiettivo della classe è quello di incoraggiare gli studenti a leggere materie diverse dal curriculum educativo.

In biblioteca, mentre guardavo i libri sugli scaffali, ho notato libri enormi, per un totale di 5.000 pagine in 5 parti. Il nome del libro è The Encyclopedia of Technology, che descrive tutto ciò che ci circonda,f rom zero assoluto ai semiconduttori, quasi ogni tecnologia, a quel tempo, è stata spiegata con illustrazioni colorate e parole semplici. Ho iniziato a leggere l'enciclopedia e, naturalmente, non sono stato in grado di finirla nella lezione settimanale di 1 ora.

Così, ho convinto mio padre a comprare l'enciclopedia. Mio padre ha comprato tutti gli strumenti tecnologici per me all'inizio della mia vita, il primo computer e la prima enciclopedia tecnologica, ed entrambi hanno un grande impatto su di me e sulla mia carriera.

Ho finito l'intera enciclopedia nelle stesse vacanze estive di quest'anno, e poi ho iniziato a vedere come funziona l'universo e come applicare quella conoscenza ai problemi quotidiani.

La mia passione per la tecnologia è iniziata più di 30 anni fa e ancora il viaggio continua.

Questo libro fa parte di The Encyclopedia of Emerging Technologies che è il mio tentativo di dare ai lettori la stessa straordinaria esperienza che ho avuto quando ero al liceo, ma invece delle tecnologie del²⁰ ° secolo, sono più interessatoalle tecnologie emergenti del 21° secolo, alle applicazioni e alle soluzioni industriali.

The Encyclopedia of Emerging Technologies sarà composta da 365 libri, ogni libro sarà incentrato su una singola tecnologia emergente. Puoi leggere l'elenco delle tecnologie emergenti e la loro categorizzazione per settore nella parte di Coming Soon, alla fine del libro.

365 libri per dare ai lettori la possibilità di aumentare le loro conoscenze su una singola tecnologia emergente ogni giorno nel corso di un anno.

Introduzione

Come ho scritto questo libro?

In ogni libro di The Encyclopedia of Emerging Technologies, sto cercando di ottenere intuizioni di ricerca istantanee e grezze, direttamente dalle menti delle persone, cercando di rispondere alle loro domande sulla tecnologia emergente.

Ci sono 3 miliardi di ricerche su Google ogni giorno e il 20% di queste non è mai stato visto prima. Sono come una linea diretta con i pensieri della gente.

A volte è Come faccio a rimuovere l'inceppamento della carta. Altre volte, sono le paure strazianti e le brame segrete che oserebbero solo condividere con Google.

Nella mia ricerca per scoprire una miniera d'oro non sfruttata di idee di contenuto su Quantum Dot, uso molti strumenti per ascoltare i dati di completamento automatico dai motori di ricerca come Google, quindi estraggo rapidamente ogni frase e domanda utile, le persone stanno chiedendo intorno alla parola chiave Quantum Dot.

È una miniera d'oro di intuizioni delle persone, che posso usare per creare contenuti, prodotti e servizi freschi e ultra-utili. Le persone gentili, come te, vogliono davvero.

Le ricerche di persone sono il set di dati più importante mai raccolto sulla psiche umana. Pertanto, questo libro è un prodotto live, e costantemente aggiornato da sempre più risposte a nuove domande su Quantum Dot, poste da persone, proprio come te e me, che si interrogano su questa nuova tecnologia emergente e vorrebbero saperne di più.

L'approccio per scrivere questo libro è quello di ottenere un livello più profondo di comprensione di come le persone cercano intorno a Quantum Dot, rivelando domande e domande che non penserei necessariamente dalla cima della mia testa, e rispondendo a queste domande in parole super facili e digeribili, e per navigare nel libro in modo semplice.

Quindi, quando si tratta di scrivere questo libro, mi sono assicurato che sia il più ottimizzato e mirato possibile. Lo scopo di questo libro è aiutare le persone a comprendere e far crescere ulteriormente la loro conoscenza di Quantum Dot. Sto cercando di rispondere alle domande delle persone il più vicino possibile e mostrando molto di più.

È un modo fantastico e bello per esplorare domande e problemi che i popoli hanno e rispondere direttamente, e aggiungere intuizione, convalida e creatività al contenuto del libro - anche presentazioni e proposte. Il libro scopre aree ricche, meno affollate e talvolta sorprendenti della domanda di ricerca che altrimenti non raggiungerei. Non c'è dubbio che, si prevede di aumentare la conoscenza delle menti dei potenziali lettori, dopo aver letto il libro utilizzando questo approccio.

Ho applicato un approccio unico per rendere il contenuto di questo libro sempre fresco. Questo approccio dipende dall'ascolto delle menti delle persone, utilizzando gli strumenti di ascolto della ricerca. Questo approccio mi ha aiutato a:

Incontra i lettori esattamente dove si trovano, in modo da poter creare contenuti pertinenti che colpiscano un accordo e portino a una maggiore comprensione dell'argomento.

Tieni il dito saldamente sul polso, in modo da poter ricevere aggiornamenti quando le persone parlano di questa tecnologia emergente in modi nuovi e monitorare le tendenze nel tempo.

Scopri tesori nascosti di domande hai bisogno di risposte sulla tecnologia emergente per scoprire intuizioni inaspettate e nicchie nascoste che aumentano la pertinenza del contenuto e gli danno un vantaggio vincente.

Smetti di perdere tempo in gutfeel e congetture sul contenuto desiderato dai lettori e riempi il contenuto del libro con ciò di cui le persone hanno bisogno e dì addio alle infinite idee di contenuto basate su speculazioni.

Prendi decisioni solide e prendi meno rischi, per ottenere posti in prima fila su ciò che le persone vogliono leggere e vogliono sapere - in tempo reale - e utilizzare i dati di ricerca per prendere decisioni audaci, su quali argomenti includere e quali argomenti escludere.

Semplifica la produzione dei miei contenuti per identificare le idee di contenuto senza dover setacciare manualmente le singole opinioni per risparmiare giorni e persino settimane di tempo.

È meraviglioso aiutare le persone ad aumentare le loro conoscenze in modo diretto semplicemente rispondendo alle loro domande.

Penso che l'approccio di scrittura di questo libro sia unico in quanto raccoglie e tiene traccia delle domande importanti poste dai lettori sui motori di ricerca.

Riconoscimenti

Scrivere un libro è più difficile di quanto pensassi e più gratificante di quanto avrei mai potuto immaginare. Niente di tutto questo sarebbe stato possibile senza il lavoro svolto da prestigiosi ricercatori, e vorrei riconoscere i loro sforzi per aumentare la conoscenza del pubblico su questa tecnologia emergente.

Dedica

Per gli illuminati, quelli che vedono le cose in modo diverso, e vogliono che il mondo sia migliore - non amano lo status quo o lo stato esistente. Puoi essere troppo in disaccordo con loro, e puoi discutere con loro ancora di più, ma non puoi ignorarli, e non puoi sottovalutarli, perché cambiano sempre le cose ... spingono la razza umana in avanti, e mentre alcuni possono vederli come pazzi o dilettanti, altri vedono genio e innovatori, perché quelli che sono abbastanza illuminati da pensare di poter cambiare il mondo, sono quelli che lo fanno, e conducono le persone all'illuminazione.

Epigrafe

I punti quantici (QD) sono particelle semiconduttori di pochi nanometri, con proprietà ottiche ed elettroniche che differiscono dalle particelle più grandi a causa della meccanica quantistica. Sono un argomento centrale nella nanotecnologia. Quando i punti quantici sono illuminati dalla luce UV, un elettrone nel punto quantico può essere eccitato in uno stato di energia superiore. Nel caso di un punto quantico semiconduttore, questo processo corrisponde alla transizione di un elettrone dalla banda di valenza alla banda di conduttanza. L'elettrone eccitato può ricadere nella banda di valenza rilasciando la sua energia mediante l'emissione di luce. Questa emissione luminosa (fotoluminescenza) è illustrata nella figura a destra. Il colore di quella luce dipende dalla differenza di energia tra la banda di conduttanza e la banda di valenza, o dalla transizione tra stati energetici discretizzati quando la struttura della banda non è più una buona definizione nei QD.

Sommario

Punto quantico

Altri libri dell'autore

Serie dell'Autore

Punto quantico

Diritto d’autore

Bonus

Prefazione

Introduzione

Riconoscimenti

Dedica

Epigrafe

Sommario

Capitolo 1: Quantum dot

Capitolo 2: Cella solare a punti quantici

Capitolo 3: Diodo a emissione luminosa

Capitolo 4: Visualizzazione a punti quantici

Capitolo 5: Rischi per la salute e la sicurezza dei nanomateriali

Capitolo 6: Nanotossicologia

Capitolo 7: Fotocatalisi

Capitolo 8: Potenziale bene

Epilogo

Informazioni sull'autore

Prossimamente

Appendici: Tecnologie emergenti in ogni settore

Capitolo 1: Quantum dot

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La luce UV è stata utilizzata per irradiare punti quantici colloidali. A causa del confinamento quantistico, punti quantici di dimensioni diverse emettono diverse tonalità di luce.

I punti quantici (QD) sono particelle semiconduttori di pochi nanometri, con proprietà ottiche ed elettroniche che differiscono dalle particelle più grandi a causa della meccanica quantistica. Sono un argomento centrale nella nanotecnologia. Quando i punti quantici sono illuminati dalla luce UV, un elettrone nel punto quantico può essere eccitato in uno stato di energia superiore. Nel caso di un punto quantico semiconduttore, questo processo corrisponde alla transizione di un elettrone dalla banda di valenza alla banda di conduttanza. L'elettrone eccitato può ricadere nella banda di valenza rilasciando la sua energia mediante l'emissione di luce. Questa emissione luminosa (fotoluminescenza) è illustrata nella figura a destra. Il colore di quella luce dipende dalla differenza di energia tra la banda di conduttanza e la banda di valenza, o dalla transizione tra stati energetici discretizzati quando la struttura della banda non è più una buona definizione nei QD.

Nel linguaggio della scienza dei materiali, i materiali semiconduttori su scala nanometrica confinano strettamente gli elettroni o i fori degli elettroni. I punti quantici sono a volte indicati come atomi artificiali, sottolineando la loro singolarità, avendo stati elettronici legati e discreti, come atomi o molecole presenti in natura.

I punti quantici hanno proprietà che rientrano tra quelle dei semiconduttori di massa e degli atomi o molecole discreti. Le loro qualità optoelettroniche variano a seconda delle dimensioni e della forma.

I punti quantici potrebbero essere utilizzati in transistor a singolo elettrone, celle solari, LED, laser e altri dispositivi. Questi approcci di elaborazione si traducono in tecnologie di produzione di semiconduttori meno costose e più veloci.

Contenuto

1 Produzione

1.1 Sintesi colloidale

1.2 Sintesi plasmatica

1.3 Fabbricazione

1.4 Assemblaggio virale

1.5 Assemblaggio elettrochimico

1.6 Produzione all'ingrosso

1.7 Punti quantici privi di metalli pesanti

2 Salute e sicurezza

3 Proprietà ottiche

4 Applicazioni

4.1 Tenuta dei registri sottocutanei

4.2 Biologia

4.3 Dispositivi fotovoltaici

4.3.1 Quantum dot solo celle solari

4.3.2 Quantum dot nelle celle solari ibride

4.3.3 Punto quantico con nanofilo nelle celle solari

4.4 Diodi emettitori di luce

4.5 Display a punti quantici

4.6 Dispositivi fotorivelatori

4.7 Fotocatalizzatori

5 Teoria

6 Confinamento quantistico nei semiconduttori

6.1 Modelli

6.2 Meccanica quantistica

6.2.1 Semiclassico

6.2.2 Meccanica classica

7 Storia

8 Vedi anche

9 Referenze

10 Ulteriori letture

11 Collegamenti esterni

Produzione

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Quantum Dots con emissione graduale dal viola al rosso intenso

I punti quantici possono essere creati in una varietà di metodi. La sintesi colloidale, l'autoassemblaggio e il gating elettrico sono tutte possibilità.

Sintesi colloidale

I nanocristalli a semiconduttore colloidale sono creati da soluzioni in modo simile ai  metodi chimici classici. La distinzione fondamentale è che il prodotto non precipita né rimane disciolto. Quando la soluzione viene riscaldata ad alta temperatura, i precursori si rompono, formando monomeri che nucleano e creano nanocristalli. La temperatura è una componente importante nel determinare le migliori circostanze per lo sviluppo di nanocristalli. Deve essere abbastanza alto da consentire il riarrangiamento dell'atomo e la ricottura durante tutto il processo di sintesi, ma abbastanza basso da consentire la formazione di cristalli. Un altro componente essenziale che deve essere gestito rigorosamente durante la formazione di nanocristalli è la concentrazione di monomeri. La crescita dei nanocristalli può avvenire in due regimi: messa a fuoco e defocalizzazione. La dimensione critica (la dimensione alla quale i nanocristalli non crescono né si restringono) è piuttosto modesta ad alte concentrazioni di monomeri, con conseguente sviluppo di praticamente tutte le particelle. Le particelle più piccole crescono  più velocemente di quelle più grandi in questo regime (poiché i cristalli più grandi richiedono più atomi per crescere rispetto ai piccoli cristalli), portando alla focalizzazione della distribuzione delle dimensioni e a una distribuzione insolita di particelle virtualmente monodisperse. Quando il contenuto di monomeri è mantenuto costante, la dimensione media dei nanocristalli presenti è sempre leggermente maggiore della dimensione critica. La concentrazione di monomeri diminuisce nel tempo, la dimensione critica cresce maggiore della dimensione media presente e la distribuzione si defocalizza.

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Punti quantici di solfuro di cadmio sulle cellule

Esistono metodi colloidali per produrre molti semiconduttori diversi. I punti tipici sono fatti di composti binari come solfuro di piombo, seleniuro di piombo, seleniuro di cadmio, solfuro di cadmio, tellururo di cadmio, arseniuro di indio e fosfuro di indio. I punti possono anche essere fatti da composti ternari come il solfuro di seleniuro di cadmio. Inoltre, sono stati fatti recenti progressi che consentono la sintesi di punti quantici di perovskite colloidale. Questi punti quantici possono contenere da 100 a 100.000 atomi all'interno del volume dei punti quantici, con un diametro di ≈10 a 50 atomi. Ciò corrisponde a circa 2-10 nanometri, e a 10 nm di diametro, quasi 3 milioni di punti quantici potrebbero essere allineati da un capo all'altro e adattarsi alla larghezza di un pollice umano.