Tímu z Ústavu polymérov SAV sa podarilo vyvinúť nový, finančne nenáročný materiál, ktorý by mohol pomôcť v zdravotníctve, potravinárskom alebo farmaceutickom priemysle. Dá sa vyrábať spaľovaním nespotrebovaných potravín alebo iného organického odpadu.
V súčasnosti sa inovatívny výskum zameriava predovšetkým na ešte vždy málo prebádaný nanosvet, jeho široké spektrum využitia a vplyv aj na biologické štruktúry. Jedným zo smerov zamerania výskumu je využitie nanočastíc vo fotodynamickej terapii (z angl. photodynamic therapy; PDT), ktorá je dnes jednou z využívaných metód na diagnostiku a liečbu onkologických ochorení, ochorení kože a pod., preto sa niekedy nazýva aj fotochemoterapia. V klinickej praxi PDT pomáha napríklad pri liečbe psoriázy či aterosklerózy a veľmi populárne je aj jej využitie na liečbu akné. Začiatky fotodynamickej terapie siahajú dokonca až do starovekého Egypta. V novodobej histórii vyvinul PDT v roku 1900 nemecký lekár Oscar Raab, keď pozoroval toxický efekt akridínu na mikroorganizmus Paramecia v prítomnosti svetla. PDT sa zakladá na troch základných zložkách, ktorými sú: svetlo, kyslík a látka, ktorá je schopná excitácie účinkom žiarenia (UV alebo viditeľného) a dokáže preniesť nahromadenú energiu na molekulu kyslíka. Takáto „látka“ sa nazýva fotosenzibilizátor (z angl. photosensitizer; PS). Jedným takýmto príkladom fotosenzibilizátora sú uhlíkové kvantové bodky (z angl. carbon quantum dots; CQDs).
Prečo práve kvantové bodky?
V súčasnosti sú veľmi sľubným materiálom na báze uhlíka pre ich široké spektrum využitia a ich technologicky, finančne a časovo nenáročnú výrobu. Môžeme sa už s nimi stretnúť pri niektorých obrazovkách televízorov, ktoré prinášajú živšie a vernejšie farby a takisto aj lepší jas pri rovnakej spotrebe energie ako LED technológia. Veľkosť uhlíkových kvantových bodiek je menšia ako 100 nm a vo svojej štruktúre obsahujú jednu alebo niekoľko grafénových vrstiev so zabudovanými bočnými funkčnými skupinami obsahujúcimi kyslík, napr. hydroxylová, epoxy, karbonylová a karboxylová skupina. Podľa naviazaných skupín sa CQDs delia na hydrofilné alebo hydrofóbne a v dôsledku toho môžu byť rozpustné vo vode alebo v organických rozpúšťadlách. Vzhľadom na túto skutočnosť sa potom líšia svojimi vlastnosťami aj účelom použitia. Kvantové sa nazývajú preto, že vzhľadom na ich veľkosť sa pri nich prejavujú kvantové efekty, ktoré ovplyvňujú energiu elektrónov v časticiach (napr. môžu vyžarovať alebo absorbovať iba špecifickú vlnovú dĺžku, t. j. farbu svetla).
Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
Zdenko Špitálský, Zoran Marković, Mária Kováčová
Ústav polymérov SAV v Bratislave
Výskum bol podporený z projektu SASPRO č. 1237/02/02, ktorý je spolufinancovaný Európskou komisiou zo schémy Spolufinancovanie regionálnych, národných a medzinárodných programov (COFUND). Ten je súčasťou Akcie Marie Curie 7. rámcového programu EÚ na základe grantovej zmluvy číslo 609427: SASPRO/Mobility Programme of Slovak Academy of Sciences: Supportive Fund for Excellent Scientists, zverejnenej v Centrálnom registri zmlúv SR a z projektu VEGA 2/0093/16.
