Фотолюменесценция углеродных точек: обзор механизмов формирования, влияющих факторов и способов регулирования

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26577/

Ключевые слова:

углеродные точки, фотолюминесценция, состояния поверхности, гетероатомная модификация, биосенсорика, биовизуализация, тераностика

Аннотация

Углеродные точки в последние годы стали одним из наиболее интенсивно исследуемых классов углеродных наноматериалов благодаря их регулируемой фотолюминесценции, высокой фотостабильности, низкой токсичности и развитой поверхностной химии. Несмотря на это, единая научная концепция, объясняющая природу их фотолюминесценции, до настоящего времени не сформирована, что ограничивает возможности целенаправленного управления свойствами углеродных точек. В настоящей обзорной статье систематизированы современные исследования, посвящённые основным методам синтеза углеродных точек, особенностям их структуры и механизмам формирования фотолюминесценции. Проанализированы модели квантового ограничения, поверхностных состояний, структурных дефектов и молекулярных состояний, проведено сравнение их преимуществ, ограничений и взаимосвязи. Кроме того, рассмотрена роль поверхностной функционализации и легирования гетероатомами, такими как азот, сера и фтор, в управлении фотолюминесцентными свойствами углеродных точек. Проанализированы основные направления применения углеродных точек в биовизуализации, биосенсорике, тераностике и оптоэлектронике с учётом взаимосвязи между их структурой и фотолюминесцентными свойствами. Научная новизна данного обзора заключается в комплексной систематизации основных факторов, влияющих на фотолюминесценцию углеродных точек, критическом анализе взаимосвязей между их структурными, поверхностно-химическими и оптическими свойствами, а также в определении современных подходов к целенаправленному управлению фотолюминесцентными характеристиками и перспективных направлений дальнейших исследований. Результаты представленного анализа могут служить теоретической основой для разработки углеродных точек с прогнозируемыми фотолюминесцентными свойствами и их эффективного применения в биомедицинских, сенсорных и оптоэлектронных технологиях.

Биографии авторов

  • Д. Ермұхамед, Институт информационных и вычислительных технологий, Алматы, Казахстан

    (автор-корресподент) – Институт информационных и вычислительных технологий

  • Н. Жылкыбаева, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан

    Казахский национальный университет имени аль-Фараби

  • В.В. Лесняк, Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины, Киев, Украина, Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины, Киев, Украина

    Институт химии поверхности им. А.А. Чуйко Национальной академии наук Украины, Институт химии высокомолекулярных соединений НАН Украины

  • Г.К. Мусабек, Институт информационных и вычислительных технологий, Алматы, Казахстан, Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Алматы, Казахстан

    PhD, Институт информационных и вычислительных технологий, Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Опубликован

14.10.2026

Выпуск

Раздел

Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Как цитировать

[1]
Д. Ермұхамед, Н. Жылкыбаева, В. Лесняк, и Г. Мусабек, «Фотолюменесценция углеродных точек: обзор механизмов формирования, влияющих факторов и способов регулирования », Rec.Contr.Phys., т. 99, вып. 4, сс. 36–58, окт. 2026, doi: 10.26577/.