首先明白什么是量子点
量子点（QD）是可以传输电子的人造纳米级晶体。当紫外线照射到这些半导体纳米颗粒时，它们可以发出各种颜色的光。这些人造半导体纳米颗粒已在复合材料，太阳能电池和荧光生物标记中得到应用。
在维度方面我们要知道，石墨烯属于二维材料，而量子点由于在三个维度的尺寸都在纳米级别，因此属于准零维材料，
半导体的纳米粒子-量子点，在1970年代被理论化，并在1980年代初被首次创造出来。如果将半导体粒子做得足够小，则量子效应将发挥作用，这将限制粒子中电子和空穴的能量。由于能量与波长（或颜色）有关，这意味着可以根据粒子的大小对粒子的光学特性进行微调。因此，仅通过控制粒子的尺寸，就可以使粒子发出或吸收特定波长（颜色）的光。
量子点是纳米级的人造晶体，具有将光谱光谱转换为不同颜色的能力。每个点都会根据其大小发出不同的颜色。
量子点是人造纳米结构，根据其材料和形状，它们可以具有许多不同的特性。例如，由于其特定的电子特性，它们可用作单电子晶体管中的活性材料。
量子点的属性不仅取决于其大小，还取决于其形状、组成和结构，例如是实心的或是空心的。利用量子点特性的可靠制造技术（在催化、电子、光子、信息存储、成像、医学或传感等领域的广泛应用）需要能够大量生产纳米晶体，其中每批都是根据完全相同的参数生产的。
石墨烯量子点的新特征
石墨烯量子点结构图
石墨烯量子点（GQD）是尺寸小于100nm的石墨烯纳米颗粒。由于其优异的性能，例如低毒性，稳定的光致发光，化学稳定性和明显的量子限制效应，GQD被认为是用于生物，光电，能源和环境应用的新型材料。
石墨烯量子点（GQD）由一层或几层石墨烯组成，尺寸小于100 nm。它们在化学和物理上是稳定的，具有较大的表面质量比，并且由于边缘处的官能团而易于分散在水中。GQD的荧光发射可以扩展到很宽的光谱范围，包括UV、可见光和IR。GQD荧光发射的起源是一台有争议的话题，因为当GQD分散在水中时，它与量子限制效应、缺陷状态和官能团有关，这些官能团可能取决于pH值。它们的电子结构对其边缘的晶体取向十分敏感，例如直径为7-8 nm的锯齿形GQD表现出金属行为。通常，当石墨烯层的数量或每个石墨烯层的碳原子数量增加时，它们的能隙减小。
石墨烯量子点荧光效应
石墨烯量子点进行了研究作为先进的多官能材料由于其独特的光学、电子、自旋和光电由量子限制效应和边缘效应引起的特性。它们可能在生物成像、癌症治疗、温度感测、药物输送、LED转换器、光电探测器，太阳能电池以及光致发光材料、生物传感器制造中得到应用。
石墨烯量子点的应用
在电子学方面的研究，顶级期刊《自然》曾报道纳米石墨烯的晶体学取向可显着改变石墨烯的整体电子性能。 通过使用隧道光谱，实现规避横向传输效应，这种横向传输效应阻止了晶体学取向对GQDs传输测量的影响的观察。 以在基于石墨烯的纳米电子器件中获得均匀的性能。
在医学癌症方面的研究，GQD在酵母和哺乳动物细胞范围内表现出出色的生物相容性和多重荧光特性。 GQD本质上具有高度分散性、热稳定性和光稳定性。 GQD被证明具有光热和光动力特性，并在乳腺癌细胞中显示出强大的治疗活性。 此外，GQD具有出色的激光稳定性，可用于跟踪激光应用后的细胞并监测其结构变化。
在测温领域，GQD具有高度的生物相容性和光稳定性，表现出出色的细胞吸收能力，并在近红外区域表现出选择性发射。 GQD的表面修饰可以调节荧光发射，从而实现其向体内生物成像的潜力。此外，GQD在体外的宽温度范围内均显示出良好的分辨率。 因此，GQD可以显示在活细胞条件下GQD细胞内温度感测能力。 这将为将来开发新颖的基于绿色合成的微型温度感测探针铺平道路，例如在生物医学纳米技术中具有多功能的GQD。
在药物运输领域，科学家发现GQD可以完全渗透到实体瘤切片中而对组织活力没有明显负面影响，有望用作药物输送系统的核心。
在传感器领域，科学家们使用柠檬酸作为碳前驱体和尿素作为氮掺杂剂通过水热处理合成的可持续可重复使用的汞感测纳米探针，发现基于高荧光N-GOD的传感探针对于检测无酶H2O2和无标记Hg2 + / Au3 +离子具有选择性和敏感性，可持续的PL信号回收率接近70％。此外，还设计了基于NGOD的多个逻辑栅极，并证明了它们在分子水平上模拟具有Hg2 +离子和L-Cys / L-AA的化学输入的存储设备的能力。此类NGOD可用作分子微处理器，成为集成逻辑电路中传统存储元件的替代产品。
总的来讲，石墨烯量子点结合了石墨烯和量子点共同的特性，科学家们可以通过设计不同尺寸的量子点、添加各种官能团修饰、元素掺杂等手段实现石墨烯与量子点功能更完美的结合，从而应用于更多领域。 |
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