Uhlíkové materiály pronikly do všech oblastí materiálově-vědného výzkumu. Uhlíkové tečky jsou nový typ luminiscenčních nanočástic patřící mezi uhlíkové materiálůy a jejich popularita stále vzrůstá. Přitahují široký zájem výzkumníků díky svým vynikajícím fyzikálněchemickým vlastnostem a dalším charakteristikám, jako jsou nízké náklady na syntézu, nové optické vlastnosti, netoxičnost, biokompatibilita apod. Díky své multifunkcionalitě jsou široce využívány v různých aplikacích, jako je senzorika, katalýza, biologické zobrazování, bezpečnostní a protipadělatelské aplikace a optoelektronika.Jelikož je to teprve nedlouhou dobu zkoumaný materiál, výzvy spojené s výtěžností syntézy, optickou účinností a funkcionalizací zůstávají problémem, a jsou stále otevřeny dalšímu zkoumání.
V této disertační práci byly připraveny různé uhlíkové tečky při zkoumání několika kategorií výchozích surovin: bílkovin, biomasy, a organických látek. Tyto látky jsou netoxické a obejdou se bez prvků vzácných zemin a kovů, což činí připravované uhlíkové tečky příznivými pro životní prostředí a nezávislými na obtížně dostupných zdrojích. Byly využity různé metody syntézy jako jsou mikrovlnná syntéza, hydrotermální syntéza i prostý ohřev, aby bylo dosaženo dostatečně vysokých výtěžků. Záměrem bylo najít různé aplikace pro všechny připravené uhlíkové tečky, abychom vskutku dosáhli multifunkčního nanomateriálu. Příklady, které to demonstrují zahrnují protipadělatelské aplikace, LED, sensoriku, antibakteriální účinek, šifrování informace apod.
Annotation in English
Every material science research is enriched by the addition of carbon-based materials. Carbon dots are a new type of luminescent nanoparticles that belong to the carbon family and are currently gaining popularity. They have attracted broad research interests because of their excellent physiochemical properties and characteristics like low-cost synthesis, novel optical properties, nontoxicity, biocompatibility, etc. Due to their multi-functionality, they are widely used in various applications such as sensing, catalysis, bioimaging, security, anti-counterfeiting, and optoelectronics. Since it is a recently explored material, its challenges related to product yield, optical efficiency, and functionalization remain problematic and open to research.
In this thesis work, various carbon dots have been obtained by exploring multiple precursor categories: Proteins, Biomass, and organic. The precursors used are non-toxic and free of rare earth elements and metals, making the prepared carbon dots environmentally friendly and independent from problematic sources. Different synthesis methods, such as microwave, hydrothermal, and heating, were utilized to obtain a reasonably high yield. These methods are low-cost and straightforward to manipulate. We targeted diverse applications for all our carbon dots, thus making them a multifunctional nanomaterial. Examples of the various applications demonstrated for the carbon dots include anticounterfeit, LEDs, sensing, antibacterial, information encryption decryption, etc.
Keywords
Uhlíkové tečky, vysoký výtěžek, multifunkční, protipadělatelský, LED, sensor, antibakteriální, šifrování informace
Keywords in English
Carbon dots, high yield, multifunctional, anticounterfeit, LED, sensor, antibacterial, information encryption decryption
Length of the covering note
132
Language
AN
Annotation
Uhlíkové materiály pronikly do všech oblastí materiálově-vědného výzkumu. Uhlíkové tečky jsou nový typ luminiscenčních nanočástic patřící mezi uhlíkové materiálůy a jejich popularita stále vzrůstá. Přitahují široký zájem výzkumníků díky svým vynikajícím fyzikálněchemickým vlastnostem a dalším charakteristikám, jako jsou nízké náklady na syntézu, nové optické vlastnosti, netoxičnost, biokompatibilita apod. Díky své multifunkcionalitě jsou široce využívány v různých aplikacích, jako je senzorika, katalýza, biologické zobrazování, bezpečnostní a protipadělatelské aplikace a optoelektronika.Jelikož je to teprve nedlouhou dobu zkoumaný materiál, výzvy spojené s výtěžností syntézy, optickou účinností a funkcionalizací zůstávají problémem, a jsou stále otevřeny dalšímu zkoumání.
V této disertační práci byly připraveny různé uhlíkové tečky při zkoumání několika kategorií výchozích surovin: bílkovin, biomasy, a organických látek. Tyto látky jsou netoxické a obejdou se bez prvků vzácných zemin a kovů, což činí připravované uhlíkové tečky příznivými pro životní prostředí a nezávislými na obtížně dostupných zdrojích. Byly využity různé metody syntézy jako jsou mikrovlnná syntéza, hydrotermální syntéza i prostý ohřev, aby bylo dosaženo dostatečně vysokých výtěžků. Záměrem bylo najít různé aplikace pro všechny připravené uhlíkové tečky, abychom vskutku dosáhli multifunkčního nanomateriálu. Příklady, které to demonstrují zahrnují protipadělatelské aplikace, LED, sensoriku, antibakteriální účinek, šifrování informace apod.
Annotation in English
Every material science research is enriched by the addition of carbon-based materials. Carbon dots are a new type of luminescent nanoparticles that belong to the carbon family and are currently gaining popularity. They have attracted broad research interests because of their excellent physiochemical properties and characteristics like low-cost synthesis, novel optical properties, nontoxicity, biocompatibility, etc. Due to their multi-functionality, they are widely used in various applications such as sensing, catalysis, bioimaging, security, anti-counterfeiting, and optoelectronics. Since it is a recently explored material, its challenges related to product yield, optical efficiency, and functionalization remain problematic and open to research.
In this thesis work, various carbon dots have been obtained by exploring multiple precursor categories: Proteins, Biomass, and organic. The precursors used are non-toxic and free of rare earth elements and metals, making the prepared carbon dots environmentally friendly and independent from problematic sources. Different synthesis methods, such as microwave, hydrothermal, and heating, were utilized to obtain a reasonably high yield. These methods are low-cost and straightforward to manipulate. We targeted diverse applications for all our carbon dots, thus making them a multifunctional nanomaterial. Examples of the various applications demonstrated for the carbon dots include anticounterfeit, LEDs, sensing, antibacterial, information encryption decryption, etc.
Keywords
Uhlíkové tečky, vysoký výtěžek, multifunkční, protipadělatelský, LED, sensor, antibakteriální, šifrování informace
Keywords in English
Carbon dots, high yield, multifunctional, anticounterfeit, LED, sensor, antibacterial, information encryption decryption
