Carbon Dots (CDS) PDF

 

CarbonHaryadi Dots CDs) Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Bandung Tahun 2020

 

Latar Lat ar Bela Belak kang ang •

•

•

•

•

 Carbon Dot (CD) adalah nanopartikel karbon kecil (ukurannya kurang dari 10 nm) dengan beberapa bentuk pasifasi permukaan.  CD pertama kali ditemukan oleh XU dan Timnya pada tahun 2004 tanpa sengaja selama pemurnian nanotube karbon berdinding tunggal (Multi Wall Carbon Nanotubes). Penemuan ini memicu studi selanjutnya untuk mengeksploitasi sifat fluoresensi CD.  CD bersifat  biocompatible, memiliki ukuran kecil dengan luas permukaan yang relatif besar, dapat difoto dan memiliki sifat fotoluminesen.  )  yang  CD saat ini muncul sebagai kelas  probe fluoresens ( divais divais fluorisensi ) menjanjikan karena memiliki efek pemutihan foto ( photo  photo bleaching)  yang rendah, permukaan yang serba guna dan biokompatibilitas yang sangat baik.   Fluores Fluoresens ensii CDs CDs berpot berpotens ensii diguna digunakan kan sebaga sebagaii sensor sensor,, katali katalis s dan didala didalam m biomed biomedisi isin. n.  Adanya atam lainnya (heteroatom) didalam CD dapat meningkatkan sifat fluorisensinya.

 

Karakt arakteri eristi stik k Carbon Carbon Dots •

Kelarutan didalam air tinggi

•

Bersifat biokompatibel

•

Memiliki sifat konduktifitas yang baik

•

Memiliki Stabilitas fotkimia

•

•

Toksisitasnya rendah Ramah lingkungan lingkungan

 

State St ate of The The Art - Synth Synthesis esis

Gambar 2. Representasi metode sintesis yang mungkin untuk menyiapkan titik karbon

 

Top -Down Metode top-down melibatkan prekursor karbon massif atau nano na noma mate teri rial al de deng ngan an di dime mens nsii le lebi bih h ti ting nggi gi da dari ri CD (d (dia iang ngg gap no nolldimen di mensi) si),, sep sepert ertii gr graf afit it (c (cur urah ah)) at atau au ka karb rbon on na nano notub tube e (b (bah ahan an 1D 1D). ). Beberap Beber apa a me meto tode de da dapa patt di digu guna nak kan un untu tuk k men mengu guba bah h pr prek ekur urso sorr ini menjadi CD (Gambar 2), seperti laser ablasi, sintesis elektrokimia, arc discharge , atau oksidasi kimia Secara umum, produk dari jenis sintesis ini tidak langsung berflu ber fluor oresen esensi. si. Nam Namun, un, mer merek eka a dap dapat at sec secar ara a kha khass dit ditra ransf nsform ormasik asikan an menj me njad adii CD de deng ngan an fl fluo uorres esen ensi si ti ting nggi gi de deng ngan an me mela laku kuk kan pa pasi siffas asii permukaannya dengan berbagai gugus kutub setelah sintesis, seperti .

yang dilaporkan oleh bany banyak ak kelompok peneliti. kelompok peneliti.

 

Bottom - Up

Sintesi Sinte siss bo bott ttomom-up up bi biasa asany nya a berbag berb agai ai pr preku ekurso rsorr mol moleku ekuler ler,, Karb Ka rbon onisa isasi si sen seny yaw awaa-sen seny yaw awa a leleh lel ehny nya a yan ang g re renda ndah, h, da dapa patt

mengek meng eksp splo loit itas asii ka karb rbon onis isasi asi da dari ri seperti sep erti asa asam m sitr sitrat at at atau au suk sukro rosa. sa. ini, in i, bi biasa asan nya di dipi pili lih h kar arena ena tit titik ik dila di laku kuk kan pa pada da suh suhu u yan ang g re rela lati tif  f 

rbergantung enda en dah h un untu tuk k me meng ngha hasi silk lkan an CD yan ang g kar arak aktter eris isti tikn kny ya sa sang ngat at pada kondisi reaksi. Selai Sel ain n CD CD-c -cor ore e ka karb rbon on "m "mur urni" ni",, pen penca camp mpur uran an sum sumbe berr ka karb rbon on dengan denga n pr prek ekur ursor sor mo mole leku kule lerr la lain inn nya, sep sepert ertii ur urea ea da dan n tio tiour urea ea dapat digunakan sebagai metode untuk melunakkan struktur CD dengan nitrogen, sulfur, atau heteroatom lainnya.

 

Advant Adva ntage age - Disadv Disadvant antage age •

•

  Salah satu manfaa manfaatt penting dari rute sintesis top-down adalah bahwa CD yang diperoleh biasanya memiliki struktur sederhana dan terdefinisi dengan baik (misalnya, nanosfer grafit) yang tidak meninggalkan ruang untuk ambiguitas struktural.   Sebalikny Sebaliknya, a, metode bottom-up bisa jauh lebih sulit untuk dikendalikan: berbagai produk samping (mis., Molekul fluoresen kecil) dapat dibentuk bersama dengan CD, karenanya kebutuhan untuk pemurnian yang hati-hati setelah sintesis. Namun, metode sintesis bottom-up memberikan keuntungan sendiri. Di sendiri. Di sisi lainnya, lainnya, metoda buutom-up, sangat sederhana dan pasivasi permukaan biasanya dapat dicapai dalam "satu pot" tanpa perlu pengol pen golaha ahan n kim kimia ia pas pasca ca-si -sint ntesi esis. s. Fa Fakta ktany nya, a, per permuk mukaan aan CD ya yang ng dis disint intes esis is mel melalu aluii prosedur bottom-up yang paling populer, secara spontan mencapai target struktur yang tepat te pat.. Sel Selain ain itu itu,, sem sement entar ara a st struk ruktur tur CD ya yang ng dipe dipero roleh leh den denga gan n sin sinte tesis sis top top-do -down wn biasanya menyerupai struktur prekursor (misalnya, CD grafitik dari ablasi laser atau oksidasi kimia grafit, rute bottom-up adalah lebih fleksibel dan menghasilkan berbagai struktur CD yang jauh lebih besar, terutama dengan dikombinasikan dengan strategi doping..

 

Ablasi Abla si Laser Laser Lase Laserr Ablation Ablation)) •

 Ablasi laser adalah metode pertama yang digunakan untuk menghasilkan CD dengan cara yang terkontrol. Ini adalah metode top-down yang sering digunakan untuk produksi berbagai jenis nanopartikel, melalui interaksi sinar sin ar laser laser berden berdenyut yut denga dengan n permuk permukaan aan ta targ rget et (prek (prekur ursor sor padat) padat) dan konsekuensi pengusiran/pengeluaran konsekuensi pengusiran/pengeluaran material dalam bentuk nanopartikel. Telah lama diketahui bahwa ablasi target grafit dalam kondisi tertentu menghasilk meng hasilkan an agrega agregatt karbon karbon nanopartik nanopartikel. el. Hanya Hanya setelah setelah per perendem endeman an asam asa m pada permuk permukaan aan dan passiv passivasi asi permuk permukaan aan beriku berikutt ole oleh h mol molek ekul ul organik, karbon nanopartikel organik, nanopartikel ini menjadi bercahaya cerah cerah dan, oleh karena it itu, u, dapa dapatt digam digamba bark rkan an seba sebag gai   “Carbon   Dots“. Kemud emudia ian, n, ba bany nyak ak penelitian lain telah dilakukan pada sintesis CD melalui rute ablasi laser, yang bertujuan untuk meningkatkan meningkatkan kontrol pada karakteristik bahan yang disintesis.

 

Ablasi Laser… Seperti yang terkenal untuk bahan nano lainnya, mengubah parameter ablasi laser membe me mberik rikan an ca cara ra un untu tuk k me mengo ngont ntro roll ka kara rakt kter erist istik ik CD CD.. Mis Misaln alnya, ya, Hu et al. [5 [59] 9] melakukan sintesis satu langkah CD dari serat grafit dalam larutan polimer, dan menemukan bahwa mengubah durasi pulsa dari 0,3 ms menjadi 1,5 ms dari sinar laser 1064 nm memungkinkan ukuran CD totailor dari 3 nm hingga 13 nm. Sub-set CD ini menghadirkan morfologi dan struktur inti yang berbeda-beda: sementara partikel terkecil adalah kristal tunggal, CD yang lebih besar disusun oleh beberapa butir kristal, dan menunjukkan hasil yang dengan ukur uk uran an. . Pr Pros osed edur ur pasi pa siv vas asii ti tida dak k kuantum dipe di perl rluk ukan an berkurang sete se tela lah h pr pros osed edur ur bertambahnya sin si ntes esis is in ini, i, menunjukkan menunjukk an bahwa pasivasi permukaan mungkin terjadi secara bersamaan dengan pembe pe mbent ntuk ukan an nan nanop opart artik ikel el,, yan yang g dis diseb ebabk abkan an ole oleh h in inte tera raks ksii bu bulu lu abl ablasi asi de deng ngan an larutan polimer. Memvariasikan durasi nadi tampaknya mengubah kondisi nukleasi dan proses pertumbuhan dan, karenanya, mengubah distribusi ukuran.

 

Ablasi Laser… •

  Penelit Penelitian ian lain menunju menunjukka kkan n bahw bahwa a panj panjang ang gelomban gelombang g laser juga juga meru merupak pakan an parameter kunci selama ablasi target. Dalam suatu referensi ditunjukkan bahwa grafit   ablating   den dengan panja anjan ng gelom elomb ban ang g da dallam ki kisa sarran UV (3 (35 55 nm) nm) menghasilkan CD kristal berukuran 5 nm tanpa pembentukan agregat, sedangkan penggunaan balok pada 532 nm atau 1064 nm menghasilkan banyak agregat karbon. Selain itu, dalam hal ini, tidak diperlukan fungsionalisasi pasca sintesis untuk mendapatkan CD yang sangat berfluoresensi. Bahkan, ablasi laser dilakukan dala da lam mindu laru la rut ase aseentu ton on, , kan dni m an ana aal int inmela terlalu aklui sii la lase ser rsiasi de den nmole ganleku pel la larrpela utlaru mt,ungk ngda kin me meng ngin duks ksiti anpe pemb mben tuka rad adik ikal me di diso sosi asi mo kul pe rut, dan n keter eterik ikat atan an merek mereka a selanj selanjutn utnya ya pada pada perm permuk ukaan aan nanopa nanoparti rtik kel, me mengi ngindu nduks ksii fungsionalisasi mereka dengan kelompok keton. Selain itu, peneliti mempelajari pengaruh waktu iradiasi dan menemukan puncak efisiensi emisi setelah 150 detik ablasi yang menurun dengan waktu yang lebih lama.

 

Sinte Sin tesis sis Ele Elekt ktrok rokimi imia a - Ele Electr ctroc oche hemi mica call Sy Synt nthe hesis sis •

 Sintesis elektrokimia adalah metode top-down yang mengeksploitasi reaksi redoks yang terjadi dalam sel elektrokimia di bawah pengaruh arus ar us listr listrik ik oleh yangelektrolit dite diterrapk apk(cairan). an anta antara ra dua elek el ektr trod oda a (pad (padat atan an)) ydari an ang g dipisahkan Sintesis elektrokimia pertama CD dijel dijelas aska kan n oleh oleh Zhu Zhu dan dan timny timnya. a. Mere Mereka ka mend mendemo emons nstr tras asik ikan an metode baru ini untuk produksi CD grafis dengan sanga san gatbl tbluel uelumi uminese nesensi , di mana man a karbon kanakan rbon-ber ik ikat atan an denga den gan n din dinding ding car carbon bon nanotu nan otubes bes nsi, (MWCNT (MW CNTs) s) digunak digu an-ber sebaga seba gai i elektr elek troda oda selama sela ma sinte sin tesi sis. s. Penggu engguna naan an prek prekur ursor sor deng dengan an st stru rukt ktur ur graf grafit it tern terny yata ata menghasil ilk kan CD atau GQD grafit yang lazi azim, seba ebagaimana dikonfirmasi dikonfir masi oleh banyak banyak penelitian baru-baru ini.

 

Sinttes Sin esis is Ele Elekt ktro roki kim mia -   lectrochemical Synth Synthesis… esis… •

  Fakt Faktan anya ya,, Li et al. menunju menunjukk kkan an bahwa bahwa men menggun ggunak akan an ba batan tang g grafi grafitt karena kedua elektroda di lingkungan alkali (NaOH / EtOH) memung mem ungkin kinka kan n untuk untuk mengh menghasi asilk lkan an CD grafi grafitik tik den denga gan n emi emisi si cerah, cerah, sedangkan percobaan yang sama dalam kondisi asam tidak menghasilkan CD fluoresen. Mereka menduga bahwa keberadaan gugus OH−  adalah faktor kunci untuk pembentukan dan oksidasi permukaan CD yang membuatnya bercahaya, meskipun mekanisme pastinya tidak diklarifikasi. Selain itu, Shindeetal, menunjukkan pentingnya elektrolit yang menunju njukkan bahwa dalam media ber berair mereka dapat menghasilkan nano graphene dari MWCNTs, sementara di media non-air merekapita memperoleh GQD bercahaya. Selain itu, mereka dapat mengontrol ukuran produk dari 3 nm hingga 8 nm, menyesuaikan waktu sintesis elektrokimia dari 15 jam hingga 7 jam. Cara lain untuk menyetel dan mengo mengontr ntrol ol dia diame meter ter CD adalah adalah den denga gan n mem memva varia riasik sikan an potens potensii yang diterapk diterapkan. an. Dalam tampaknya tampakny a semakin tinggi ti nggi tegangan yang diberikan, semakin kecil hal pulaini, titik-titik yang disintesis.

 

Dekomp Dek omposisi osisi Term ermal al dan Micr Microw owave ave •

 Dekomposisi termal dandan gelombang mungkin merupakan CD yang paling populer tersebar mikro luas dalam literatur. Merekametode adalah produksi dua rute sintesis CD bottom-up serupa yang mengeksploitasi karbonisasi parsial prekursor molekuler yang digerakkan oleh reaksi termal, umumnya dilakukan dalam fase cair (sintesi (sin tesiss hidrote hidrotermal rmal at atau au solvote solvotermal) rmal) deng dengan an pemanasan pemanasan dalam otoklaf otoklaf ata atau u dengan deng an gelo gelomban mbang g exp exposur osureto etomikr mikrowa owaves. ves. Dek Dekomp omposisi osisi term termal al pertama pertama yan yang g diguna dig unaka kan n untuk un tukCD pr produ oduks ksiiberbeda CD dil dilapo apork rkan an ole oleh h Bourli Bourlinos nos berbeda. dan timny timnya. a. Mer Merek eka a menyiapkan dua amorf dari dua prekursor yang Satu sampel adalah hidrofilik dan diperoleh dari karbonisasi garam 2- (2-aminoetoksi) -etanol. Yang lainn lainnya ya adalah organof organofilik, ilik, sepe seperti rti yang diperole diperoleh h dari kar karboni bonisasi sasi garam garam octadecyl ammonium citrate. Kedua sampel menunjukkan karakteristik emisi CD yang khas, seperti tunability fluoresen fluoresensi. si.

•

 Pirolisis gelombang mikro pertama kali dilaporkan pada tahun 2009 oleh Zhu et al. , yang berhasil menghasilkan CD luminescent oleh karbonisasi larutan berair dengan  jumlah poli- (etilen glik glikol) ol) yang berbeda (PEG-20 (PEG-200) 0) dan sakarida yang berbeda (glukosa, fruktosa dll). Titik-titik ini amorf dan menampilkan tunability fluoresensi yang khas, dan penulis memperhatikan bahwa CD tidak luminescent jika selama sintesisuntuk adalah PEG-200 pasif, tidak selama ada.sintesis, Hasil inipermukaan mungkin menunjukkan partikel nano.bahwa peran PEG-200

 

•

•

  Karena kedua ini bekerja, beberapa penelitian menggunakan teknik ini untuk mensintesis CD karena banyak keuntungan sehubungan dengan metode top-down. Faktanya, sintesis ini bisa sangat murah (beberapa penulis memperoleh CD dari bahan baku seperti jus jeruk atau rumput), cepat cep at (beber (beberapa apa menit menit), ), dan umumn umumnya ya tidak tidak memerl memerluk ukan an pasif pasif lebih lebih lanjut lanjut,, berbed berbeda a dari dari keban kebanyak yakan an to top p rute-t rute-turu urun. n. Selain Selain itu, itu, sintes sintesis is ini memung memungkin kinka kan n untuk untuk denga dengan n mudah mudah memperk memp erkenalk enalkan an atom atom eksterna eksternall yang mengguna menggunakan kan sistem sistem untuk untuk mengubah mengubah karakte karakterist ristik ik struktural dan optiknya. Faktanya, metode bottom-up telah memungkinkan untuk memperoleh CD dengan efisiensi emisi tertinggi yang dilaporkan dalam literatur sejauh ini. Agen doping yang paling pal ing umum umum sejauh sejauh ini adalah adalah nitro nitroge gen, n, sulfur sulfur,, tetap tetapii juga juga boron boron dan fosf fosfor or miliki miliki telah telah digunaka digu nakan. n. Tampakny ampaknya, a, pada keny kenyataa ataanny nnya, a, pengenala pengenalan n agen doping doping ini secara secara substan substansial sial memodi mem odifik fikasi asi struk struktur tur dan menin meningk gkat atka kan n efisie efisiensi nsi kuant kuantum um fluor fluorese esensi nsi dari dari nanos nanosys ystem tem,, meskipun mekanisme fisik di balik ini masih belum jelas, dan baru-baru ini sangat diperdebatkan. diperdebatkan.   Secara Secara khusus, khusus, penambahan penambahan atom atom nitrogen nitrogen tampakny tampaknya a secara secara dramatis dramatis meningk meningkatk atkan an hasil kuantum emisi. Memang, N-doping bahkan dalam konten rendah telah dianggap bertanggung  jawab atas keadaan permukaan perangkap perangkap elektron baru yang memfasilitasi memfasilitasi hasil tinggi rekombinasi radiasi. Namun, pengaruh atom nitrogen pada emisi masih kurang dipahami, karena ada beberapa kemungkinan situs nitrogen dalam CD yang didoping N, dengan pengaruh variabel pad pada a sif sifat atpenelitian elektr elektroni onik. k. Selain Selain itu, itu, gugus gugus bahwa or orga ganik niknitrogen superf superfisi isial al sepert sepertii amida ami da dan amina aminadengan dalam dalam beberapa telah menunjukkan memengaruhi sifat elektronik mengambil bagian dalam struktur inti dengan berbagai cara. Memang, tingkat tinggi N-doping kadang-kadang menghasilkan pembentukan jaringan tertentu seperti karbon nitrida nanokristal, yang yang suli sulitt at atau au tida tidak k mung mungki kin n di dipe pero role leh h deng dengan an meto metode de toptop-do down wn,, dan dan mena menamp mpil ilka kan n karakteristik yang sangat menarik.

 

Purifikasi dan Metode Pemisahan •

•

•

  Permasalahan utama yang sering dihadapi didalam nanosains CD adalah heterogenitas seba se menghasilkan bagi gian an be besa sar CD r samp sa dengan mpel el derajat CD CD,, da dala lam heterogenitas m arti arti ba bahw hwa struktural a be bebe berrapa ap yang a rut rute besar, e si sint ntes seperti esis is ce cend distribusi nder erun ung g ukuran yang sangat luas, variasi dot-to-dot  besar   besar di permukaan struktur, heterogenitas optik, atau kontaminasi sampel oleh molekul fluoresen kecil yang diproduksi bersama deng de ngan an CD CD.. Oleh Oleh ka kare rena na itu, itu, se sela lain in be bebe bera rapa pa pe peng ngec ecua uali lian an,, pe peng nggu guna naan an me meto tode de pemurnian seringkali penting untuk mencapai kontrol penuh pada dispersi ukuran sistem nano nan o ya yang ng dis disint intes esis, is, at atau au mem memili ilih h beb beber erapa apa  sub-set   CD ber berdas dasark arkan an uku ukura ran n atau atau struktur permukaannya. Selain persyaratan praktis untuk mendapatkan sampel CD yang terkendali, ketika memperoleh CD dengan fitur optik sederhana dan terdefinisi dengan baik ba ik ju juga ga da dapa patt me memb mban antu tu un untu tuk k me meng nghu hubu bung ngka kan n me meka kani nism sme e em emis isii ke stru strukt ktur ur tertentu.   Meto Metode de pemurn pemurnian ian yan yang g pali paling ng umum adala adalah h dial dialisis isis digunakan digunakan untuk memurnikan memurnikan sampel dari pengotor kecil, sentrifugasi, sebagian besar digunakan untuk menghilangkan Exclusio lusion n Chrom Chromatog atography  raphy , SCE), dan agregat agreg at,, kro kroma mato togr graf afii eks eksklu klusi si uku ukura ran n (Size Exc kroma kr omato togr graf afii ca cair ir kin kinerj erja a tin tinggi ggi ( HP HPLC) LC).. Kr Kroma omato togr grafi afi eks eksklu klusi si uku ukura ran n (SE (SEC) C) te telah lah digunakan dalam banyak penelitian untuk memisahka memisahkan n CD beserta ukurannya. ukurannya.  Beberapa peneliti mendapatkan hasil yang memiliki dua sampel CD yang berbeda yang masing-masing mengeluarkan mengeluarkan warna hijau (ukuran (ukuran lebih kecil) kecil) atau warna cokela cokelat. t. SEC digunakan diguna kan untuk mengh menghasilk asilkan an sampe sampell monod monodispe isperse rse deng dengan an dist distribus ribusii ukur ukuran an yan yang g relatif sempit, struktur kristal yang terdefinisi dengan baik dan sifat optik yang sangat homogen.

 

Stru St rukt ktu ur CDs CDs •

  tInti ergadan ntunstruktur g padapermukaan sintesis, CDhasangat l ini membuka berbagai kemungkinan untuk merran me anca cang ng berb berbag agai ai jeni jeniss CD CD.. Dala Dalam m prakt pr aktikn iknya ya,, CD harus harus dia diangg nggap ap seb sebag agai ai fa fami mili lirapa ekos ek iste tem yang ng rela lati f eksi luas luas, ad bebe be bera paosis jen jenis ism stru stya rukt ktur urre proy prtif oyek si , yada ang ana g le lebi bih h kecil ecil.. Ketik etika a st stru rukt ktur urny nya a be beru rupa pa kristal atau amorf, kulit permukaan yang men me nyel elim imut utii in inti ti da dapa patt mena menamp mpun ung g berbag ber bagai ai kelo elompo mpok k kutub kutub atau atau apolar apolar,, mulaii dari mula dari kel elom ompo pok k fung fungsi sion onal al kecil ecil hingga rantai atom yang panjang. Gambar 3 mengasosiasikan jenis CD yang paling relevan, berdasarkan pada struk truktu turr inti nti dan dan morf morfol olo ogin ginya yang berbeda beda.

Gambar Gamb ar 3. Re Repr pres esen enta tasi si sk skem emat atis is da dari ri strukt str uktur ur CD yan yang g ser sering ing dil dilapo aporka rkan. n. Ti Titik tik hitam dan merah masing-masing mewakili atom Karbon dan Nitrogen

 

a)Chines a) Chinese e Ink Method b)Orange Juice Method c) Bee Pollen Pollenss and d)Sucrose as the Carbon Source

 

•

•

  CD graf grafit it be berb rben entuk tuk bulat bulat mung mungki kin n yang yang pali paling ng umum umum dala dalam m li lite tera ratu turr meskipun perlu dicatat bahwa bukti yang jelas dari struktur mono-kristal grafit dari CD. melalui studi mikroskop transmisi elektron resolusi tinggi High Resolution Transmission Electrone Microscope (HRTEMmenyeluruh dicapai hanya dengan beberapa karya. Seperti karya. pada grafit, inti)dari titik-titik ini tersusun oleh lapisan karbon hibridisasi-sp2 yang ditumpuk satu sama lain lain,, di mana ana dim dimensi ensi la latteral la lapi pisa san n diba dibattas asii ole leh h dia diame metter titi titik k keselur eseluruha uhan, n, biasan biasanya ya beber beberapa apa nanome nanometer ter.. Sif Sifat at krist kristal al inti inti biasan biasanya ya di dik kon onfir firma masi si ol oleh eh pengg penggun unaa aan n tekn teknik ik st stru rukt ktur ural al ya yang ng la lain inny nya, a, sepe sepert rtii mikroskop mikrosk op transmisi resolusi tinggi, difraksi sinar-X (XRD), dan spektrosk spektroskopi opi Raman, seperti yang terlih lihat pad pada Gambar 4 di mana inti grafi fitt divisualisasikan oleh pengukuran HRTEM.  HRTEM biasanya perlu dikombinasikan dengan mikroskop gaya atom (AFM Atomic Force Microscopy ) unt untuk uk mendap mendapat atka kan n inf inform ormasi asi lengk lengkap ap tida tidak k hanya pada struktur inti kristalin tetapi juga pada morfologi tiga dimensi, yang memungkinkan khususnya untuk membedakan CD grafitik dari GQD. Yang terakhir bukan partikel bola tetapi disk kecil yang dibuat oleh 1-3 lapisan graphene ditumpuk satu sama lain. Namun, karakteristik optiknya biasanya sangat sangat mirip dengan CD bulat.

 

Aplikasi •

•

•

 Karena perpaduan yang unik, CD sangat menjanjikan untuk banyak aplikasi. CD menawarkan gambaran gambar an berbasis sifat C yang setara dengan Quantum Dots (QD) dengan manfaat manfaa t tambahan dari bahan berbasis C, karena tidak adanya elemen beracun (biasanya atom logam berat) yang membatasi, khususnya, khususny a, penggunaan QD dalam aplikasi yang berorientasi bio.   Quantum Quantum Dots (QDs) merupaka merupakan n partike partikell semikondu semikondukto ktorr yang yang berukura berukuran n beberapa beberapa nanomet nanometer er,, memiliki sifat optik dan elektronik yang berbeda dari partikel yang lebih besar berhubungan dengan mekanika cahaya UV,quantum. sebuah elektron QDs merupakan dalam QDs topik dapat utama tereksitasi dalamke nanotechnologi. keadaan energiketika yang lebih QDs besar. disinaridalam oleh masalah semikonduktor quantum dots, proses tersebut bersesuaian dengan transisi elektron dari pita valensi ke pita konduksi.   Emisi Emisi CD yang yang cerah, cerah, dikomb dikombina inasik sikan an denga dengan n kemam kemampua puan n dalam dalam perang perangka katt opto optoele elektr ktroni onik. k. Sensit Sen sitivi ivitas tas emisi emisi terhad terhadap ap ion logam logam dalam dalam larut larutan an dapat dapat dikem dikemban bangk gkan an untuk untuk membua membuatt nanosensor yang mampu mengenali berbagai kation. Non-toksik/tidak beracun adalah keuntungan utama dari proses in-vivo dan in-vitro percobaan bioimaging percobaan pember pem berian ian CD obat. obauntuk t. Denga Denmelakukan gan n demiki demikian, an, re rent ntang ang aplik apl ikasi asi CD sanga san gatt lebar: lebar: misaln misalnya, ya,dan an antiv tiviru iruss dan antibakteri , dan CD bahkan digunakan sebagai   ‘senjata’   nano terhadap nyamuk, atau sebagai komponen komp onen fluoresen’,  tinta. Sejauh ini, sebagian besar perangkat berbasis CD telah dikembangkan dan diuji hanya di lingkungan laboratorium.

 

Aplikasi •

•

•

•

•

 BIO SENSOR  OPTOELEKTRONIK   KATALISIS  PENCITRAAN BIO (BIO-IMAGING)  DRUG DELIVERY

 

Bio Sensing  CD CDss juga diterapkan dalam bio sensing sebagai pembawa biosensor karena fleksibilitasnya fleksibilitasnya dalam modifikasi, kelarutan kelarutan tinggi tingg i dalam air, tidak beracun, stabilitas foto yang baik, dan

•

biokompatibilitas yang sangat baik. biokompatibilitas  Biosen Biosensor sor ber berdas dasark arkan an CDs dapat dapat dig digunak unakan an untuk untuk mem memonit onitor or secara visual kandungan kandungan tembaga, glukosa, pH, dan asam nukleat.

•

 Contoh umum adalah tentang uji aliran lateral asam nukleat. Tag yang membedakan pada amplikon diakenali oleh masing-masing antibodi dan sinyal fluoresensi akan dihasilkan oleh CDs → Potensi

•

untuk Bio sensor terkait Covid-19!!!!!!

 

Chem-Bio Sensing

 

Optoelektronik  CD CDss me memi mili liki ki po pote tens nsii dal dalam am pe pema manf nfaa aata tanh nhya ya se seba bag gai ba bahan han untuk sel surya peka (sensitized solar cell), sel surya organic (Org (O rgani anicc Sol Solar ar Ce Cell ll), ), kapa apasi sito torr su supe perr (s (supe uperr Ca Capa paci cito tor) r),, dan perangkat pemancar cahaya (LED, Light Emitting Diode).   CDs CDs dap dapat at di digu gunak nakan an se seba baga gaii fot otos osen ensi siti tizzer dal dalam am se sell su sury rya a pew pe war arna na (d (dy ye se sens nsit itiz ized ed so sola larr ce cell lls) s) da dan n ef efis isie iens nsii kon onve verrsi fotolistrik fotolis trik meningkat secara signifikan.  So Soll da dari ri CD CDss yan ang g tergab abun ung g (h (hyb ybri rid) d) de deng ngan an si sili licca da dapa patt digunakan sebagai cat Fluorescent transparan.

•

•

•

 

Katalisis •

•

 Fleksibilitas  Fleksibilit as fungsionalis fungsionalisasi asi dengan berbagai berbagai gugus fungsi memungk memungkinka inkan n untu un tuk k men menyerap erap caha ahaya deng dengan an panj panjan ang g gelom elomba bang ng berb berbed eda a yang ang memberikan peluang dalam aplikasi katalisis diantaran diantaranya ya pada fotokatalisis fotokatalisis proses degradasi zat warna tekstil dan senyawa B3 (BIO-REMEDIASI)→ Sudah dikembangkan di TK Polban  Hibridisasi antara CDs dengan Nanopartikel Oksida Logam (MO) sebagai fotokatalis dapat digunakan dalam proses fotoreduksi CO2 menjadi asam2 →

organik dan hidrokarbon rantai pendek CO2 menjadi bak bakar ar (RENEW (RE NEWABL ABLE E ENERG ENERGY) Y)   →  D Dal alam am Konversi Tah ahap ap Aw Awal al P enel en elit itia ian nbahan dan da n Pengembangan Pengembang an di TK Polban •

  Hibrid Hibridisas isasii CDs-MO/ CDs-MO/M-N M-Nanop anopart artik ikel el sebaga sebagaii foto fotoka kata talis lis dalam dalam Proses Proses “Wate “W aterr Splittin Splitting” g”,,   mengh menghasi asilk lkan an Hidro Hidrogen gen dan Oksig Oksigen. en. (RENEW (RENEWABL ABLE E

ENERGY)→ Dalam Tahap Tahap Awal Penelitian dan Pengembang Pengembangan an di TK Polban  

Fotok otokat atal alis isisis- De Degr grad adas asii Za Zatt War arna na Tek ekssti till

C Dots Derived from Waste Waste of Biomass and Their Photocatalytic Activities Haryadi*, Muhammad Ridwhan Wira Purnama, and Ari Wibowo Department of Chemical Engineering, Politeknik Negeri Bandung, Jl. Gegerkalong Hilir, Hilir, Ds. Ciwaruga, Bandung 40559, West Java, Indonesia Indones. J. Chem., 2018, 18 (4), 594 - 599

 

Drug Delivery •

•

•

•

 CD CDss ba baru ru-b -bar aru u in inii me mema masu suki ki bi bida dang ng pe pemb mber eria ian n ob oba at (dru (drug g delivery); Selain itu, dapat dimungkinkan bahwa CDs bertindak sebagai pembawa nano fungsional ganda yang sangat baik untuk mengir men girimk imkan an ber berbag bagai ai bahan/ bahan/mua muata tan n ter terapi api ke pos posisi isi/ba /bagia gian n yang ditargetkan untuk diobati.  dimanipulasi Ukuran par”ti kuntuk el tukdamengh n sifaindari t pei  r“proses mukaan  pembersi dari ersihan CD s d apatt un menghindar pemb han cepa cepat oleh ole h sel fa fago gosit, sit, den denga gan n dem demiki ikian an mem memung ungkin kinka kan n pen penar arge geta tan n obat pasif dan aktif.  Kapasitas peembawa obat dapat ditingkatkan karena sifat berpori dari CDs dan dapat dapat dicapa dicapaii tanpa tanpa reak reaksi si kimia kimia yang yang komp omples les sehingg sehingga a menjag menjaga a aktivitas obat.   Profil pelepasan obat dapat diubah dan disesuaikan disesuaikan menggunakan pelapis polimer dan adanya  ‘linkers’  yang responsive terhadap pH. Potensi untuk pemberian melalui berbagai rute, termasuk oral, paru, hidung, intra-ocular dll.

 

Drug Delivery

 

Bio Imaging •

 CDs stabilitas foto yang sangat baik dan da n dengan si sito tottok oksi sisi sita tass re rend ndah ah (photo tela telah h stability) ba ban nyak di dipe pela laja jari ri da dala lam m aplikasi pencitraan optik sebagai alternatif untuk yang saat ini digunakan yaitu QD, yang mendapat hambatan karena menggu meng guna nak kan lo log gam sehi sehing ngg ga di dikh kha awati tirk rkan an pemicu/mutasinya pemicu/mutasin ya sel yang dicitrakan. •

me menj njad adii

 Evaluasi in vitro dan in vivo menunjukkan bahwa CDs adalah kandidat yang sangat baik dalam aplikasi bio karena eksitasi yang terlihat dan panjang gelombang emisi, kecerahan tinggi pada level Dotnya/titik individu

 

Bio Imag Imaging ing Sel dan Mikr Mikroorg oorganism anisme) e)

Deteksi Tumor/Sel Kanker pada Tikus

 

Deteksi Mikroorganisme Mikroorganisme secara visual

 

Kimia Kim ia F Fore orensi nsik-S k-Sens ensor or Si Sidik dik Jar Jarii Fin Finge gerpr rprin ints) ts)