La diferencia clave entre los puntos de carbono y los puntos cuánticos es que los puntos de carbono son pequeñas nanopartículas de carbono, mientras que los puntos cuánticos son pequeñas partículas semiconductoras.
Tanto los puntos de carbono como los puntos cuánticos pertenecen al campo de la mecánica cuántica. Estas son pequeñas partículas a nanoescala.
¿Qué son los puntos de carbono?
Los puntos de carbono son pequeñas nanopartículas de carbono que tienen algún tipo de pasivación superficial. Su tamaño es inferior a 10 nm. Estos puntos se descubrieron por primera vez en 2004 accidentalmente mediante la purificación de nanotubos de carbono de pared simple.
Las propiedades de los puntos de carbón dependen únicamente de sus estructuras y composiciones. La mayoría de las veces, muchos restos carboxilo en la superficie de los puntos de carbono imparten una excelente solubilidad en agua y biocompatibilidad. Estos restos tienden a permitir que los puntos de carbono sirvan como nanopartículas conductoras de protones. Además, estas partículas son adecuadas para la modificación química y la pasivación de superficies junto con diversos materiales orgánicos, poliméricos, inorgánicos o biológicos.
Hay dos métodos de síntesis de puntos de carbono. Esos dos son el método "de arriba hacia abajo" y el método "de abajo hacia arriba". Podemos lograr la producción de puntos de carbono a través de estos procesos mediante técnicas químicas, electroquímicas y físicas.
Figura 01: Puntos de carbón preparados a partir de diferentes fuentes
El método "de arriba hacia abajo" implica la descomposición de grandes estructuras de carbono (por ejemplo, grafito, nanotubos de carbono y nanodiamantes) en puntos de carbono mediante el uso de ablación láser, descarga de arco y método electroquímico.
El método "ascendente" de producción de puntos de carbono involucra pequeños precursores como carbohidratos, citrato y nanocompuestos de polímero de sílice. Estas fuentes se someten a un tratamiento hidrotérmico/solvotérmico, rutas sintéticas compatibles y sintéticas por microondas.
¿Qué son los puntos cuánticos?
Los puntos cuánticos son pequeñas partículas semiconductoras en la escala nanométrica, que tienen propiedades ópticas y electrónicas que difieren de las partículas grandes según la mecánica cuántica. Si observamos los puntos cuánticos a través de la iluminación con luz ultravioleta, un electrón en el punto cuántico tiende a excitarse en un estado de mayor energía. Este proceso corresponde a la transición de un electrón de la banda de valencia a la banda de conductancia cuando se trata del punto cuántico semiconductor. Luego, el electrón excitado puede volver a caer en la banda de valencia mediante la liberación de su energía a través de la emisión de luz. Esta emisión de luz se denomina fotoluminiscencia, y podemos ilustrarla de la siguiente manera:
Figura 02: Fotoluminiscencia de puntos cuánticos que dan diferentes colores a partir de puntos cuánticos de diferentes tamaños
Por lo general, las propiedades de los puntos cuánticos son intermedias a las de los semiconductores a granel y los átomos o moléculas discretas. Además, las propiedades optoelectrónicas de los puntos cuánticos cambian en función tanto del tamaño como de la forma. Por lo general, los puntos cuánticos grandes emiten longitudes de onda largas y los colores emitidos por estos puntos cuánticos van del naranja al rojo. Por el contrario, los pequeños puntos cuánticos tienden a emitir longitudes de onda más cortas dando lugar a colores como el azul y el verde. Sin embargo, podemos observar que el color puede variar dependiendo de la composición exacta del punto cuántico.
Las principales aplicaciones de los puntos cuánticos incluyen la fabricación de transistores de un solo electrón, la producción de células solares, la producción de LED, las fuentes de un solo fotón, la computación cuántica, la investigación en biología celular, la microscopía y las imágenes médicas.
¿Cuál es la diferencia entre los puntos de carbono y los puntos cuánticos?
La diferencia clave entre los puntos de carbono y los puntos cuánticos es que los puntos de carbono son pequeñas nanopartículas de carbono, mientras que los puntos cuánticos son pequeñas partículas semiconductoras. Los puntos de carbono se utilizan en bioimagen, detección, suministro de fármacos, catálisis, optrónica, etc., mientras que los puntos cuánticos se utilizan en la fabricación de transistores de un solo electrón, producción de células solares, producción de LED, fuentes de un solo fotón, computación cuántica, investigación en biología celular, microscopía e imágenes médicas.
La siguiente infografía enumera las diferencias entre los puntos de carbono y los puntos cuánticos en forma tabular.
Resumen: puntos de carbono frente a puntos cuánticos
Los puntos de carbono y los puntos cuánticos pertenecen al campo de la mecánica cuántica. Estas son pequeñas partículas a nanoescala. La diferencia clave entre los puntos de carbono y los puntos cuánticos es que los puntos de carbono son pequeñas nanopartículas de carbono, mientras que los puntos cuánticos son pequeñas partículas semiconductoras.
