Ponto Quântico: Esqueça sua TV 4K de ultra-alta definição, o quantum salta para imagens ao vivo, incluindo células vivas, ensaio de câncer de sangue, detecção e tratamento de câncer

De Fouad Sabry

O que é ponto quântico

Os pontos quânticos (QDs) são partículas semicondutoras de alguns nanômetros de tamanho, com propriedades ópticas e eletrônicas que diferem das partículas maiores devido à mecânica quântica. Eles são um tópico central em nanotecnologia. Quando os pontos quânticos são iluminados por luz UV, um elétron no ponto quântico pode ser excitado para um estado de energia mais alta. No caso de um ponto quântico semicondutor, este processo corresponde à transição de um elétron da banda de valência para a banda de condutância. O elétron excitado pode cair de volta na banda de valência liberando sua energia pela emissão de luz. Esta emissão de luz (fotoluminescência) é ilustrada na figura à direita. A cor dessa luz depende da diferença de energia entre a banda de condutância e a banda de valência, ou transição entre estados de energia discretizados quando a estrutura da banda não é mais uma boa definição em QDs.

Como você se beneficiará

(I) Insights e validações sobre os seguintes tópicos:

Capítulo 1: Ponto quântico

Capítulo 2: Célula solar de ponto quântico

Capítulo 3: Diodo emissor de luz

Capítulo 4: Exibição de pontos quânticos

Capítulo 5: Riscos de saúde e segurança de nanomateriais

Capítulo 6: Nanotoxicologia

Capítulo 7: Fotocatálise

Capítulo 8: Potencial bem

(II) Respondendo às principais perguntas do público sobre pontos quânticos.

(III) Exemplos do mundo real para o uso de pontos quânticos em muitos campos.

(IV) 17 apêndices para explicar, resumidamente, 266 tecnologias emergentes em cada setor para ter uma compreensão completa de 360 ​​graus das tecnologias de pontos quânticos.

Para quem é este livro

Profissionais, estudantes de graduação e pós-graduação, entusiastas, hobistas e aqueles que desejam ir além do conhecimento básico ou da informação para qualquer tipo de ponto quântico.

• Idioma: Português
• Editora: Um Bilhão Bem Informado [Portuguese]
• Data de lançamento: 27 de jan. de 2022

Pré-visualização do livro

Outros Livros do Autor

1 - Propulsão do Plasma

2 - Motor de detonação de pulso

3 - Robótica Agrícola

4 - Sistemas Ecológicos Fechados

5 - Carne Cultivada

6 - Agricultura Vertical

7 - Veículos Autónomos

8 - Drones Autónomos

9 - Robótica Autónoma

10 - Armas Autónomas

11 - Arcologia

Impressão 12 - 4D

13 - Cidade do Ponto

14 - Livro de Contabilidade Distribuído

15 - Moeda Digital

16 - Finanças Descentralizadas

17 - Máquinas Inteligentes

18 - Aerogel

19 - Metal Amorfo

20 - Bioplástico

21 - Polímero Condutor

22 - Tratamento Criogénico

23 - Armadura Dinâmica

24 - Fullerene

25 - Grafeno

26 - Laboratório em um Chip

27 - Supercondutividade de Alta Temperatura

28 - Nanopartículas Magnéticas

29 - Fluido Magnetorheológico

30 - Microfluidics

31 - Superfluidez

32 - Metamaterial

33 - Espuma metálica

34 - Estrutura multifunções

35 - Nanomateriais

36 - Matéria Programável

37 - Ponto Quântico

38 - Silicene

39 - Superliga

40 - Diamante sintético

41 - Tempo Cristal

42 - Betão Translúcido

43 - Interface de computador cerebral

44 - Inteligência enxame

Série por The Author

Tecnologias Emergentes em Aeroespacial

1 - Propulsão do Plasma

2 - Motor de detonação de pulso

Tecnologias Emergentes na Agricultura

1 - Robótica Agrícola

2 - Sistemas Ecológicos Fechados

3 - Carne Cultivada

4 - Agricultura Vertical

Tecnologias Emergentes em Coisas Autónomas

1 - Veículos Autónomos

2 - Drones Autónomos

3 - Robótica Autónoma

4 - Armas Autónomas

Tecnologias Emergentes na Construção

1 - Arcologia

Impressão 4D 4D

3 - Cidade Domed

Tecnologias Emergentes em Finanças

1 - Livro-razão distribuído

2 - Moeda Digital

3 - Finanças Descentralizadas

Tecnologias Emergentes em Tecnologias da Informação

1 - Máquinas Inteligentes

Tecnologias Emergentes em Ciência de Materiais

1 - Aerogel

2 - Metal Amorfo

3 - Bioplástico

4 - Polímero Condutor

5 - Tratamento Criogénico

6 - Armadura Dinâmica

7 - Fullerene

8 - Grafeno

9 - Laboratório em um Chip

10 - Supercondutividade de Alta Temperatura

11 - Nanopartículas Magnéticas

12 - Fluido Magnetorheológico

13 - Microfluidics

14 - Superfluidez

15 - Metamaterial

16 - Espuma metálica

17 - Estrutura multifunções

18 - Nanomateriais

19 - Matéria Programável

20 - Ponto Quântico

21 - Silicene

22 - Superliga

23 - Diamante Sintético

24 - Tempo Cristal

25 - Betão Translúcido

Tecnologias Emergentes em Neurociências

1 - Interface de computador cerebral

Tecnologias Emergentes em Robótica

1 - Inteligência enxame

Um bilião de conhecimentos

Ponto Quântico

Esqueça a sua TV 4K ultra alta definição, o quantum salta para imagens vivas, incluindo células vivas, ensaio do cancro do sangue, deteção e tratamento do cancro

Fouad Sabry

Direitos autorais

Quantum Dot Copyright © 2021 por Fouad Sabry. Todos os direitos reservados.

Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste livro pode ser reproduzida sob qualquer forma ou por qualquer meio eletrónico ou mecânico, incluindo sistemas de armazenamento e recuperação de informações, sem autorização por escrito do autor. A única exceção é por um revisor, que pode citar pequenos excertos numa revisão.

Capa desenhada por Fouad Sabry.

Este livro é uma obra de ficção. Nomes, personagens, lugares e incidentes são produtos da imaginação do autor ou são usados de forma fictícia. Qualquer semelhança com pessoas reais, vivas ou mortas, eventos ou locais é inteiramente coincidência.

Bónus

Pode enviar um e-mail para [e-mail] com a rubrica Quantum Dot: Forget your 4K ultra high-definition TV, the quantum leaps into vivo imaging including live cell, blood cancer asay, cancer detection and treatment, e receberá um e-mail que contém os primeiros capítulos deste livro.

Fouad Sabry

Visite o site 1BK em

www.1BKOfficial.org

Prefácio

Por que escrevi este livro?

A história de escrever este livro começou em 1989, quando eu era estudante na Escola Secundária de Estudantes Avançados.

É notavelmente como as escolas STEM (Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática), que estão agora disponíveis em muitos países avançados.

O STEM é um currículo baseado na ideia de educar os alunos em quatro disciplinas específicas - ciência, tecnologia, engenharia e matemática - numa abordagem interdisciplinar e aplicada. Este termo é normalmente usado para abordar uma política de educação ou uma escolha curricular nas escolas. Tem implicações no desenvolvimento da força de trabalho, nas preocupações de segurança nacional e na política de imigração.

Havia uma aula semanal na biblioteca, onde cada aluno é livre de escolher qualquer livro e ler durante 1 hora. O objetivo da aula é incentivar os alunos a lerem outras disciplinas que não o currículo educativo.

Na biblioteca, enquanto olhava para os livros nas prateleiras, notei livros enormes, num total de 5.000 páginas em 5 partes. O nome dos livros é A Enciclopédia da Tecnologia, que descreve tudo à nossa volta, from absoluto zero a semicondutores, quase todas as tecnologias, na altura, foram explicadas com ilustrações coloridas e palavras simples. Comecei a ler a enciclopédia, e claro, não consegui terminá-la na aula semanal de 1 hora.

Então, convenci o meu pai a comprar a enciclopédia. O meu pai comprou-me todas as ferramentas tecnológicas no início da minha vida, o primeiro computador e a primeira enciclopédia tecnológica, e ambos têm um grande impacto em mim e na minha carreira.

Terminei toda a enciclopédia nas mesmas férias de verão deste ano, e então comecei a ver como o universo funciona e como aplicar esse conhecimento aos problemas do dia-a-dia.

A minha paixão pela tecnologia começou há mais de 30 anos e ainda assim a viagem continua.

Este livro faz parte da Enciclopédia das Tecnologias Emergentes que é a minha tentativa de dar aos leitores a mesma experiência incrível que tive quando andava no liceu, mas em vez de tecnologiasdo séculoXX, estou mais interessado nas tecnologias emergentes do século XXI, aplicações e soluções industriais.

A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes será composta por 365 livros, cada livro será focado numa única tecnologia emergente. Pode ler a lista de tecnologias emergentes e a sua categorização pela indústria na parte de Em breve, no final do livro.

365 livros para dar aos leitores a oportunidade de aumentar os seus conhecimentos sobre uma única tecnologia emergente todos os dias, no decurso de um ano.

Introdução

Como escrevi este livro?

Em todos os livros de A Enciclopédia das Tecnologias Emergentes, estou a tentar obter insights instantâneos, de pesquisa bruta, diretamente das mentes das pessoas, tentando responder às suas perguntas sobre a tecnologia emergente.

Há 3 mil milhões de pesquisas no Google todos os dias, e 20% delas nunca foram vistas antes. São como uma linha direta para os pensamentos das pessoas.

Às vezes, é Como é que retiro o encravamento de papel. Outras vezes, são os medos e os desejos secretos que só se atreveriam a partilhar com o Google.

Na minha busca para descobrir uma mina de ouro inexplorada de ideias de conteúdo sobre Quantum Dot, uso muitas ferramentas para ouvir dados autocompletos de motores de busca como o Google, e rapidamente escolho todas as frases e perguntas úteis, as pessoas estão a perguntar em torno da palavra-chave Quantum Dot.

É uma mina de ouro de pessoas introspeção, posso usar para criar conteúdo fresco, ultra-útil, produtos e serviços. Do tipo que pessoas, como tu, realmente querem.

As pesquisas de pessoas são o conjunto de dados mais importante alguma vez recolhido na psique humana. Portanto, este livro é um produto ao vivo, e constantemente atualizado por cada vez mais respostas para novas perguntas sobre Quantum Dot, feitas por pessoas, tal como tu e eu, a questionarem-se sobre esta nova tecnologia emergente e gostariam de saber mais sobre isso.

A abordagem para escrever este livro é obter um nível mais profundo de compreensão de como as pessoas procuram em torno de Quantum Dot, revelando perguntas e perguntas que eu não pensaria necessariamente fora da minha cabeça, e respondendo a estas perguntas em palavras super fáceis e digestivas, e para navegar o livro de uma forma simples.

Por isso, quando se trata de escrever este livro, assegurei-me de que está o mais otimizado e direcionado possível. Este propósito do livro está a ajudar as pessoas a compreender e a desenvolver os seus conhecimentos sobre o Quantum Dot. Estou a tentar responder as perguntas das pessoas o mais de perto possível e a mostrar muito mais.

É uma forma fantástica e bonita de explorar questões e problemas que os povos têm e responder diretamente, e adicionar insights, validação e criatividade ao conteúdo do livro – até mesmo pitchs e propostas. O livro revela áreas ricas, menos aglomeradas e, por vezes, surpreendentes, de procura de investigação que eu não alcançaria de outra forma. Não há dúvida de que, espera-se que aumente o conhecimento da mente dos potenciais leitores, depois de ler o livro usando esta abordagem.

Apliquei uma abordagem única para tornar o conteúdo deste livro sempre fresco. Esta abordagem depende de ouvir as mentes das pessoas, utilizando as ferramentas de escuta de pesquisa. Esta abordagem ajudou-me a:

Conheça os leitores exatamente onde estão, para que eu possa criar conteúdo relevante que atinge um acorde e impulsiona mais compreensão ao tema.

Mantenha o meu dedo firmemente no pulso, para que eu possa obter atualizações quando as pessoas falam sobre esta tecnologia emergente de novas maneiras, e monitorizar as tendências ao longo do tempo.

Descobrir tesouros ocultos de perguntas precisa de respostas sobre a tecnologia emergente para descobrir insights inesperados e nichos ocultos que impulsionam a relevância do conteúdo e lhe dão uma vantagem vencedora.

Pare de perder tempo com a sensação de tripas e adivinhação sobre o conteúdo procurado pelos leitores e preencha o conteúdo do livro com o que as pessoas precisam e diga adeus às intermináveis ideias de conteúdo baseadas em especulações.

Tome decisões sólidas, e tome menos riscos, para conseguir lugares na primeira fila para o que as pessoas querem ler e querem saber - em tempo real - e usar dados de pesquisa para tomar decisões ousadas, sobre quais tópicos incluir e quais tópicos excluir.

Dinamize a minha produção de conteúdo para identificar ideias de conteúdo sem ter de analisar manualmente as opiniões individuais para poupar dias e até semanas de tempo.

É maravilhoso ajudar as pessoas a aumentar os seus conhecimentos de uma forma simples, respondendo apenas às suas perguntas.

Acho que a abordagem da escrita deste livro é única à medida que ele colide, e rastreia as questões importantes que os leitores fazem nos motores de busca.

Agradecimentos

Escrever um livro é mais difícil do que pensava e mais gratificante do que alguma vez poderia imaginar. Nada disto teria sido possível sem o trabalho concluído por investigadores de prestígio, e gostaria de reconhecer os seus esforços para aumentar o conhecimento do público sobre esta tecnologia emergente.

Dedicatória

Para os esclarecidos, aqueles que vêem as coisas de forma diferente, e querem que o mundo seja melhor. Podes discordar demasiado deles, e podes discutir ainda mais com eles, mas não podes ignorá-los, e não podes subestimá-los, porque mudam sempre as coisas... empurram a raça humana para a frente, e enquanto alguns podem vê-los como os loucos ou amadores, outros vêem génio e inovadores, porque aqueles que são iluminados o suficiente para pensar que podem mudar o mundo, são os que o fazem, e levam as pessoas à iluminação.

Epígrafe

Os pontos quânticos (QDs) são partículas de semicondutores com alguns nanómetros de tamanho, com propriedades óticas e eletrónicas que diferem de partículas maiores devido à mecânica quântica. São um tema central na nanotecnologia. Quando os pontos quânticos são iluminados pela luz UV, um eletrão no ponto quântico pode ser animado para um estado de maior energia. No caso de um ponto quântico semicondutor, este processo corresponde à transição de um eletrão da banda de valência para a banda de condução. O eletrão excitado pode voltar à banda de valência libertando a sua energia pela emissão de luz. Esta emissão de luz (fotoluminescência) é ilustrada na figura à direita. A cor dessa luz depende da diferença de energia entre a banda de condução e a banda de valência, ou a transição entre estados de energia discreta quando a estrutura da banda já não é uma boa definição em QDs.

Tabela de Conteúdos

Ponto Quântico

Outros Livros do Autor

Série por The Author

Ponto Quântico

Direitos autorais

Bónus

Prefácio

Introdução

Agradecimentos

Dedicatória

Epígrafe

Tabela de Conteúdos

Capítulo 1: Ponto quântico

Capítulo 2: Célula solar quântica do ponto

Capítulo 3: Díodo emissor de luz

Capítulo 4: Exibição quântica de pontos

Capítulo 5: Riscos para a saúde e segurança dos nanomateriais

Capítulo 6: Nanotoxicologia

Capítulo 7: Fotocatálise

Capítulo 8: Poço potencial

Epílogo

Sobre o Autor

Brevemente

Apêndices: Tecnologias Emergentes em Cada Indústria

Capítulo 1: Ponto quântico

A picture containing text Description automatically generated

A luz UV foi usada para irradiar pontos quânticos coloidais. Devido ao confinamento quântico, diferentes pontos quânticos de tamanho diferente emitem diferentes tons de luz.

Os pontos quânticos (QDs) são partículas de semicondutores com alguns nanómetros de tamanho, com propriedades óticas e eletrónicas que diferem de partículas maiores devido à mecânica quântica. São um tema central na nanotecnologia. Quando os pontos quânticos são iluminados pela luz UV, um eletrão no ponto quântico pode ser animado para um estado de maior energia. No caso de um ponto quântico semicondutor, este processo corresponde à transição de um eletrão da banda de valência para a banda de condução. O eletrão excitado pode voltar à banda de valência libertando a sua energia pela emissão de luz. Esta emissão de luz (fotoluminescência) é ilustrada na figura à direita. A cor dessa luz depende da diferença de energia entre a banda de condução e a banda de valência, ou a transição entre estados de energia discreta quando a estrutura da banda já não é uma boa definição em QDs.

Na linguagem da ciência dos materiais, os materiais semicondutores de nanoescala limitam firmemente os eletrões ou os buracos dos eletrões. Os pontos quânticos são por vezes referidos como átomos artificiais, enfatizando a sua singularidade, tendo estados eletrónicos limitados e discretos, como átomos ou moléculas naturais.

Os pontos quânticos têm propriedades que caem entre os de semicondutores a granel e átomos ou moléculas discretos. As suas qualidades optoelectrónicas variam consoante o tamanho e a forma.

Os pontos quânticos podem ser usados em transístores de um único eletrão, células solares, LEDs, lasers e outros dispositivos. Estas abordagens de processamento resultam em tecnologias de produção de semicondutores menos dispendiosas e mais rápidas.

Conteúdo

1 Produção

1.1 Síntese coloidal

1.2 Síntese de plasma

1.3 Fabricação

1.4 Montagem viral

1.5 Montagem eletroquímica

1.6 Fabrico a granel

1.7 Pontos quânticos sem metais pesados

2 Saúde e segurança

3 Propriedades óticas

4 Candidaturas

4.1 Manutenção de registos subcutâneas

4.2 Biologia

4.3 Dispositivos fotovoltaicos

4.3.1 Ponto quântico apenas células solares

4.3.2 Ponto quântico em células solares híbridas

4.3.3 Ponto quântico com nanofio em células solares

4.4 Díodos emissores leves

4.5 Displays de pontos quânticos

4.6 Dispositivos fotodetector

4.7 Fotocatalysts

5 Teoria

6 Confinamento quântico em semicondutores

6.1 Modelos

6.2 Mecânica quântica

6.2.1 Semiclassifica

6.2.2 Mecânica clássica

7 História

8 Ver também

9 Referências

10 Leitura mais aprofundada

11 Ligações externas

Produção

A close up of a keyboard Description automatically generated with low confidence

Pontos Quânticos com emissão gradual de violeta para vermelho profundo

Os pontos quânticos podem ser criados numa variedade de métodos. A síntese coloidal, a auto-montagem e a gating elétrica são todas as possibilidades.

Síntese coloidal

Os nanocristais de semicondutores coloidais são criados a partir de soluções semelhantes aos  métodos químicos clássicos. A distinção fundamental é que o produto não precipita nem permanece dissolvido. Quando a solução é aquecida a uma temperatura elevada, os precursores avariam-se, formando monómeros que nucleam e criam nanocristais. A temperatura é um componente importante na determinação das melhores circunstâncias para o desenvolvimento do nanocrista. Deve ser alto o suficiente para permitir a rearranjo do átomo e a recosta durante todo o processo de síntese, mas suficientemente baixo para permitir a formação de cristais. Outro componente essencial que deve ser rigorosamente gerido durante a formação de nanocristais é a concentração de monómeros. O crescimento dos nanocristais pode ocorrer em dois regimes: focalizar e desfocar. O tamanho crítico (o tamanho em que os nanocristais não crescem nem encolhem) é bastante modesto em concentrações monomeras elevadas, resultando no desenvolvimento de praticamente todas as partículas. As partículas menores crescem  mais rápido do que as maiores neste regime (uma vez que os cristais maiores requerem mais átomos para crescer do que pequenos cristais), levando à distribuição de tamanhos focando e uma distribuição incomum de partículas praticamente monodispersed. Quando o teor monómero é mantido constante, o tamanho médio do nanocrista presente é sempre ligeiramente maior do que o tamanho crítico. A concentração monómera diminui ao longo do tempo, o tamanho crítico cresce mais do que o tamanho médio presente, e a distribuição defocuss.

A picture containing close Description automatically generated

Pontos quânticos de sulfureto de cádmio nas células

Existem métodos coloidais