Classificação, síntese e aplicação de nanopartículas de sílica luminescente:uma revisão

Resumo

Os materiais luminescentes são de interesse mundial devido às suas propriedades ópticas únicas. A sílica, que é transparente à luz, é uma matriz ideal para materiais luminescentes. Nanopartículas de sílica luminescentes (LSNs) têm amplas aplicações devido à sua estabilidade química e térmica aprimorada. Esferas de sílica de vários tamanhos podem ser sintetizadas por diferentes métodos para satisfazer requisitos específicos. Diversos corantes luminescentes têm potencial para diferentes aplicações. Sujeito a muitos fatores, como supressores, seu desempenho não era muito satisfatório. Esta revisão, portanto, discute o desenvolvimento de LSNs, incluindo sua classificação, síntese e aplicação. É o destaque como a sílica melhora as propriedades do corante luminescente e qual o papel da sílica no sistema. Além disso, suas aplicações em biologia, exibição e sensores também são descritas.

Introdução

Os materiais luminescentes são amplamente aplicados devido às suas propriedades ópticas especiais [1]. No entanto, sua aplicação é limitada por muitas restrições, como baixa hidrofobicidade e biocompatibilidade, ou devido a desvantagens, como alta toxicidade, baixa biocompatibilidade e baixa absorbância [2,3,4,5]. Assim, é necessário modificar materiais luminescentes para satisfazer os requisitos de aplicações práticas.

LSNs com propriedades melhoradas têm atraído cada vez mais atenção em biologia [6, 7], iluminação [8] e sensores [9]. Suas propriedades ópticas características os tornam únicos em materiais ópticos [10]. A sílica é transparente à luz, o que a torna uma candidata ideal como matriz para materiais fluorescentes. A estabilidade termodinâmica e química também são fatores importantes, pois uma matriz e a sílica coincidem com esses fatores básicos [11]. Além disso, a superfície da sílica pode ser facilmente modificada, permitindo posterior funcionalização com vários grupos funcionais para se adaptar a diversos requisitos [12]. A sílica com muitas das vantagens acima é naturalmente um substrato ideal para melhorar as propriedades de materiais luminescentes [13]. Os nanossistemas multifuncionais podem ser criados pela montagem, encapsulamento ou integração de um ou mais nanomateriais diferentes dentro e na superfície das nanopartículas de sílica usando diferentes processos [11]. Como modificadores de materiais luminescentes, os LSNs com excelentes propriedades estão atraindo cada vez mais a atenção em pesquisas de fronteira [14]. Montalti et al. resumiu muitas pesquisas excelentes em imagens médicas com sílica dopada com corantes orgânicos [6]. A sílica fornece uma plataforma estável e multifuncional para fósforos, mas a toxicidade de longo prazo precisa ser estudada. Michael Schäfrling demonstrou a arte dos sensores luminescentes [9]. Seletividade e sensibilidade são o núcleo dos materiais do sensor. Zou Hua et al. elaborado sobre os meios de modificação de sílica orgânica. Nanocompósitos possuem propriedades superiores para separar componentes [15]. Existem muitas revisões maravilhosas com foco em uma área específica como biologia [6, 7, 16], mas sem uma introdução sistemática aos LSNs e seu excelente desempenho em outros campos.

Esta revisão começa com a classificação dos LSNs seguindo seus métodos sintéticos. As categorias de LSNs são sistematicamente estabelecidas com base na classificação dos materiais luminescentes. Em termos de propriedades químicas e mecanismos de luminescência, corantes de moléculas orgânicas, metal luminescente e fósforos dopados com pontos quânticos (QDs) são três fósforos típicos, todos com seus próprios mecanismos de luminescência exclusivos e vantagens como representantes de LSNs [17,18,19 ] O destaque é como a sílica potencializa as propriedades dos fósforos. Com a deficiência de aplicações de materiais luminescentes, as estratégias possíveis são discutidas para melhorar seus desempenhos para LSNs. Envolve não apenas aplicações biológicas, mas também visores e sensores.

Classificações de LSNs

A luminescência que emite vários brilhos tem grande valor nos campos de materiais [20]. Muitas pesquisas sobre a modificação de materiais luminescentes foram realizadas em torno de como melhorar a relação sinal-ruído, estabilidade e adaptabilidade ambiental para as aplicações potenciais. A introdução de ligantes de antena em complexos de lantanídeos para melhorar o desempenho de luminescência é um exemplo típico de modificação. A sílica é uma boa matriz para misturar materiais com diferentes funções e diferentes propriedades químicas. Fósforos foram dopados na matriz de sílica para modificar seus defeitos naturais e melhorar suas propriedades, o que é vantajoso para amplas aplicações com superfícies de sílica modificadas e não tóxicas e proteção para corantes luminescentes. Com adaptabilidade multifuncional e ajustável, os LSNs têm atraído cada vez mais atenção. Dentre todos os fósforos luminescentes, as moléculas orgânicas luminescentes, os fósforos dopados com metais luminescentes e os QDs são as três categorias mais representativas que merecem destaque. Portanto, os três corantes acima são mostrados como LSNs típicos em combinação com sílica. Exemplos representativos estão listados na Tabela 1.

Moléculas luminescentes orgânicas dopadas com LSNs

Moléculas orgânicas luminescentes são importantes materiais luminescentes com estruturas em anel conjugadas a π e tamanho pequeno [16]. No entanto, a rotulagem e o branqueamento inespecíficos dificultam sua aplicação. Nanopartículas de sílica dopadas com corantes orgânicos são amplamente estudadas com excelente estabilidade, seletividade e biocompatibilidade [52, 53]. Van Blaaderen et al. [21] fez uma tentativa preliminar de sintetizar esferas de sílica luminescentes. Isotiocianato de fluoresceína (FITC) foi revestido na superfície da sílica com a ajuda de APS ((3-aminopropil) trietoxissilano) que forneceu uma maneira viável de combinar corantes com sílica por ligações covalentes. Inspirado por esse processo, Andrew et al. [22] sintetizou nanopartículas de sílica fluorescente de emissão dupla com duas camadas. Dois corantes, isotiocianato de tetrametilrodamina (TRITC) e FITC, foram conjugados à sílica por meio de APS em um ambiente de nitrogênio anidro. O diagrama esquemático e a imagem SEM (Fig. 1a) mostraram as nanoestruturas das nanopartículas. Sílica com TRITC foi sintetizada primeiramente como o núcleo das nanopartículas de emissão dupla e FITC foi conjugado na superfície do núcleo com mais tetraetoxissilano (TEOS). As nanopartículas de sílica fluorescente de emissão dupla sintetizadas investigaram o valor de pH intracelular com sucesso em mastócitos de leucemia basofílica de rato (RBL-2H3) na Fig. 1b-d.

a O diagrama de formação e imagem de microscópio eletrônico de varredura (SEM) de nanopartículas de sílica fluorescente de emissão dupla com corante de referência (TRITC) e corante de sensor (FITC); a imagem de microscopia de fluorescência confocal de mastócitos RBL (vermelho como partículas de sílica TRITC e verde como AlexaFluor 488-toxina B de cólera); Imagens de microscopia confocal de fluorescência de mastócitos RBL como sensores de pH. b Para canal de referência, c para o canal do sensor, d para as imagens sobrepostas, e e imagem raciométrica de cores falsas para valores de pH calculados de acordo com os experimentos [22]

A fim de melhorar a fotoestabilidade dos fluoróforos orgânicos, o encapsulamento de sílica é um método de modificação comumente usado. Long Jiao et al. [23] escolheram quatro corantes de aminocianina como sondas fluorescentes no infravermelho próximo (NIR) e os acoplaram correspondentemente com 3-aminopropiltrietoxissilano (APTES), um agente de acoplamento de silano comum. TEOS hidrolisado com os corantes NIR tratados no sistema de microemulsão. As nanopartículas de sílica fluorescentes carregadas com cianina (FSNPs) foram obtidas após centrifugação e lavagem. Todo o processo foi mostrado na Fig. 2a. Como pode ser visto na Fig. 2b, os quatro FSNPs encapsulados na sílica mostraram melhor estabilidade de pH de intensidade de fluorescência do que os corantes livres. Os quatro FSNPs melhoraram seu brilho ao mesmo tempo (Fig. 2c). Eles testaram sua fotoestabilidade em células vivas por um microscópio confocal de varredura a laser (CLSM). FSNP-3 e FSNP-4 (mais locais de ancoragem) tiveram fotoestabilidade melhorada do que os corantes livres, enquanto FSNP-1 e FSNP-2 não obtiveram nenhuma melhora. Mais locais de ancoragem reforçaram a estrutura da molécula do corante. Um corante com estrutura rígida tinha uma deterioração menos irradiativa e rotação intramolecular difícil que torna o corante mais brilhante. A camada de sílica pode proteger os materiais encapsulados que possuem estrutura molecular reforçada e melhorar seu brilho sem fotobranqueamento. FSNP-3 e 4 também tiveram baixa toxicidade biológica de acordo com o método de metil tetrazólio (MTT) na Fig. 2d. A biocompatibilidade é outra vantagem da sílica.

a O mecanismo de FSNP-1, FSNP-2, FSNP-3 e FSNP-4. b A intensidade normalizada em diferentes valores de pH de todas as amostras. c Intensidade de emissão de FSNPs e corantes livres. d Mostrando após incubado com FSNPs por 24 h, a viabilidade das células de macrófagos raw264.7 [23]

A aglomeração é uma das principais razões de têmpera para a maioria dos corantes luminescentes. Os fósforos podem ser mantidos em uma concentração apropriada com sílica de forma constante. Os luminogénios de emissão induzida por agregação (AIEgens), ao contrário dos luminóforos tradicionais, não sofrem deste problema. Por outro lado, a agregação leva a uma forte emissão [54]. Para melhorar o desempenho de AIEgens em campos biológicos, muitas matrizes poliméricas são usadas para encapsular AIEgens. Além disso, existem alguns outros problemas que podem causar a têmpera de AIEgens, como água e oxigênio, o que tem um efeito negativo na aplicação. A sílica pode impedi-los de extinguir [55]. Com base nessas análises acima, TPETPAFN (um fluorogênio típico consistindo em dois pendentes de tetrafeniletileno e um núcleo de transferência de carga intramolecular), um AIEgen, foi biofuncionalizado por F127 (poli (etilenoglicol) -bloco-poli (propilenoglicol) -bloco-poli ( etilenoglicol)) para formar a micela central [24]. O TEOS foi hidrolisado para obter uma camada de sílica revestida na micela do núcleo através do método sol-gel modificado. Como mostrado na Fig. 3, o sintético TPETPAFN-F127-SiO ₂ nanopartículas exibiram melhores propriedades fotoluminescentes beneficiadas pela proteção da casca de sílica.

a , d Mostrando as imagens de fluorescência e os histogramas de fótons de TPETPAFN-F127-SiO ₂ NPs, correspondentes b , e para TPETOAFN NPs e c , f para QD655 comercial [24]

LSNs dopados com metal luminescente

Metal de terras raras [56] e metal de transição [57] são materiais de metal luminescente comuns com base na transição de transferência de carga. A luminescência após a complexação com o ligante é a característica mais óbvia deste material. Existem dois mecanismos principais de luminescência de metal, LMCT (transição de carga de ligante para metal) e MLCT (transição de carga de metal para ligante). Metais lantanídeos e metais de transição são seus exemplos típicos, respectivamente. Devido aos abundantes níveis de energia eletrônica, existem diversos metais luminescentes que apresentam grande potencial de aplicação no campo da luminescência com diferentes emissões [58]. Metais nobres com LSPR foram amplamente usados em materiais de luminescência aprimorada e estão envolvidos nesta seção. No entanto, baixa eficiência de sensibilização e têmpera limitam as aplicações de metais luminescentes [59]. A fim de melhorar sua fotoestabilidade e biocompatibilidade, Francis et al. adicionou um grupo silil substituído aos ligantes para as modificações posteriores [30]. Nanopartículas de Eu @ Si-OH foram obtidas após o revestimento de complexos de Eu modificados por grupo silila com sílica via método de microemulsão reversa. O produto finalmente foi funcionalizado com amina com APTES como Eu @ Si-NH ₂ nanopartículas. A camada de sílica manteve os complexos dos inibidores (OH e NH ₂ grupos). Como resultado, ambos mostraram melhor fotoestabilidade na Fig. 4. Eu @ Si-NH ₂ nanopartículas exibiram bons desempenhos em bioimagem.

As curvas de intensidade de fluorescência mudando com o tempo de exposição sob irradiação de 365 nm, a complexo pai Eu em CHCl ₃ solução, b Eu @ Si-NH ₂ , e c Nanopartículas de Eu @ Si-OH em solução tampão salina tamponada com fosfato (PBS) [30]

Ezquerro et al. complexos de Ir incorporados, complexo luminescente MLCT, na estrutura de sílica para maior estabilidade e propriedades fotofísicas via processo sol-gel [60]. Com a proteção da sílica, esses fósforos apresentaram excelente estabilidade não só em condições ambientais, mas também em ambientes agressivos que têm posterior aplicação em diodo emissor de luz branca (WLED).

Y. Li et al. [31] nanopartículas de upconversion estabilizadas com ácido oleico sintetizado (UCNPs). Em seguida, eles revestiram uma camada de sílica nos UCNPs através de um método de microemulsão e UCNPs solúveis em água foram obtidos. Apresentando Eu (TTA) ₃ complexos fen no sistema, eles sintetizaram NaGdF ₄ :Yb, Er @ SiO ₂ @Eu (TTA) ₃ Phen (UCNPs @ SiO ₂ @EuTP) nanoesferas. A têmpera da superfície foi suprimida após o revestimento de sílica e, como resultado, a intensidade de emissão aumentou, conforme mostrado na Fig. 5. As nanopartículas solúveis em água com duas emissões diferentes foram obtidas com a ajuda de sílica.

a A formação de UCNPs @ SiO ₂ Imagens @EuTP e TEM (microscópio eletrônico de transmissão) das amostras; b , c para UCNPs, d , e para UCNPs @ SiO ₂ , e f , g para UCNPs @ SiO ₂ @EuTP [31]

Chen et al. [42] usou com sucesso pontos de carbono (CDs) e íons de terras raras para WLED. Eles sintetizaram CDs pelo método de pirólise orgânica de um vaso, que tinha um máximo de emissão de azul em 470 nm e dois picos de excitação em 251 e 364 nm, respectivamente. Para obter um composto emissor de luz branca, CDs foram usados como o núcleo de emissão azul e Sr ₂ Si ₅ N ₈ :Eu ²⁺ fósforo foi usado como o componente de emissão da laranja. Os CDs foram colocados no sistema Stöber. À medida que os TEOS são hidrolisados, os CDs seriam revestidos por uma camada de sílica com fósforo vermelho. O composto de carbono ponto-sílica-fósforo (CDSP) foi sintetizado após centrifugação, secagem e moagem. CDSP teve uma ampla absorção variando de UV (ultravioleta) a região amarela (200-600 nm), especialmente forte na região de UV. Depois de testar a excitação em diferentes comprimentos de onda, eles descobriram que o CDSP obteve a coordenada da Comissão Internacional de l'Eclairage (CIE) (0,32, 0,32) para aquela da luz branca pura (0,33, 0,33) na excitação a 400 nm na Fig. 6. E foi uma boa tentativa de obter a emissão de CDSP ajustando a razão de massa de CD e o fósforo. Sob excitação a 400 nm, eles obtiveram a relação de massa mais próxima (3,9% (0,32, 0,32) e 5,1% (0,34, 0,32)) para a emissão de branco. O CDSP apresentou melhor emissão de branco (0,30, 0,31) em embalagens de diodo emissor de luz (LED) do que o CD&P (misturando-se com CDs e fósforo diretamente) (0,28, 0,29). Dois componentes dispersaram-se homogeneamente com a sílica e diminuíram a probabilidade de agregação e separação de fases. Finalmente, eles obtiveram um WLED com pó de CDSP em um chip de diodo UV (375 nm), e uma luz branca (0,30; 0,33) foi obtida. O índice de reprodução de cor (CRI) foi cerca de 94, superior ao do WLED comercial baseado em YAG:Ce (CRI <75).

Os desempenhos do WLED baseado em CDSP:espectros de emissão e fotografia [42]

A sílica é comumente usada como camada protetora para materiais luminescentes para manter uma distância adequada de metais nobres a fim de aumentar a fluorescência. Isso se deve à oscilação permanente dos elétrons livres causada pela luz. A fim de aumentar a luminescência, ele precisa ser mantido a uma distância adequada entre os corantes e as partículas de metal nobre. Quanto aos materiais nobres aprimorados, as próprias nanopartículas de metal podem causar a extinção dos cromóforos (em 5 nm), mas sua fluorescência pode aumentar em até 100 vezes (em cerca de 10 nm). Nas primeiras pesquisas, Tuo Li et al. [61] nanopartículas de Ag sintetizadas com a casca de sílica na matriz de microemulsão (Ag / SiO ₂ nanopartículas). Os reagentes necessários para a produção de sílica (TEOS e ciclohexano) foram injetados na microemulsão após a redução da prata. Eles estudaram cuidadosamente os efeitos de diferentes condições (água / surfactante para R e água / TEOS para H) no Ag / SiO ₂ nanopartículas e os resultados apresentados na Fig. 7. É um bom caminho para revestir uma camada de sílica uniforme e espessa no núcleo não apenas Ag, mas também outras nanopartículas com sistema de microemulsão. O que Zhenhua Bai et al. [25] fez é um bom exemplo. O ácido 8-hidroxipireno-1,3,6-tresulfônico (HPTS), um tipo de corante fluorescente sensível ao pH, é adequado para fazer como sensores de pH intracelular devido às suas vantagens exclusivas. Mas as condições extremas de pH o tornaram insensível. Quando a solução é ácida, sua eficiência de fluorescência diminuirá significativamente. Ag adsorvido em HPTS @ SiO ₂ nanopartículas (Fig. 8a) foram preparadas com base no efeito de fluorescência intensificada por metal nobre. Pode-se ver na Fig. 8b que Ag @ SiO ₂ -8 nm @ HPTS mostrou melhor intensidade de fluorescência, especialmente em condições extremas de pH.

a A mudança de tamanho em função de H ( R =4 e X =1); b quando R é variável, a mudança de tamanho dos clusters Ag [61]

a O progresso da síntese de Ag @ SiO adsorvido em HPTS ₂ nanopartículas. b A razão de intensidade de fluorescência de Ag @ SiO ₂ -8 nm @ HPTS (verde) e amostra de controle (vermelho) [25]

LSNs dopados com QDs

Por causa do efeito de confinamento quântico, os QDs exibem excelentes propriedades de luminescência, sejam eles QDs de semicondutores, QDs de carbono ou outros tipos. Recentemente, inúmeros estudos têm se concentrado nas aplicações de QDs em dispositivos ópticos. Às vezes, suas propriedades não são boas o suficiente para se adaptar a aplicativos complexos. A modificação necessária é imperativa e a sílica é uma matriz adequada [1].

Para realizar a combinação de biomarcador e imagem de ressonância magnética, CdSe QDs foram revestidos no Fe ₂ magnético O ₃ núcleo por uma camada de sílica com NH ₂ grupo. As imagens e caracterizações associadas foram mostradas na Fig. 9. NH combinado ₂ grupo com membrana bio-ancorada (BAM), 4 membranas de células de câncer de mama de camundongo T1 mostraram marcação específica com BAM-SiO ₂ -CdSe MQDs [44]. Com a biocompatibilidade e magnética, as nanopartículas de luminescência multifuncionais ganhariam amplas aplicações na medicina.

As fotografias sob luz normal para provar a modificação magnética ( a , b ) c A fotografia sob luz ultravioleta para provar as propriedades magnéticas e de luminescência. d A fotografia UV de pontos quânticos magnéticos verdes e laranja (MQDs). e , f O espectro de luminescência de SiO ₂ -MQDs em soluções PBS ( e para absorção e f para emissão) [44]

Para ampliar a aplicação dos QDs, é necessário modificar sua solubilidade em água e não toxicidade. A sílica mostra grande potencial na modificação de QDs. Yunfei Ma et al. [43] introduziram um reagente de transferência de fase caseiro (adenosina 5′-monofosfato, AMP) e agente de acoplamento de silano (3-mercaptopropiltrimetoxisilano, MPS) no sistema Stöber. Solúvel em óleo (CdSe / CdS / ZnS QDs iniciais), solúvel em álcool (AMP-QDs) e solúvel em água (hidrólise de TEOS em torno dos QDs) foram todo o progresso da mudança de solubilidade. QD @ SiO ₂ tinha a mesma eficiência de fotoluminescência (50-65%) do inicial. Faixa de pH mais ampla (pH 4-8 a 2-13), estabilidade aprimorada no eletrólito, melhor estabilidade térmica e maior biocompatibilidade em células Hela foram as vantagens do QD @ SiO ₂ .

Para garantir a estabilidade dos QDs em dispositivos ópticos, é necessário reduzir o efeito de piscar. Piscar é um fenômeno com uma luminescência intermitente aleatória que afeta a estabilidade dos dispositivos ópticos QDs [62]. Para reduzir o efeito do piscar, Botao Ji et al. [45] produziram CdSe / CdS QDs como os materiais do núcleo e encapsularam esses QDs em uma casca de sílica com base no deslocamento dos ligantes hidrofóbicos iniciais pelo método de microemulsão reversa. E os QDs ainda modificados por uma camada de Au na superfície de sílica com poli (1-vinilimidazol-co-viniltrimetoxissilano) (PVIS) como agente de acoplamento de silano. A concha de ouro de tamanho nanométrico atuou como um ressonador de plasmon que deu aos QDs uma densidade de estados óticos aprimorada. As propriedades dos QDs podem ser preservadas independentemente de mudanças drásticas nos ambientes locais por causa da camada híbrida. Como resultado, a fotoestabilidade dos QDs aumentou. O tempo de vida da fluorescência QD foi reduzido de 123 para 20 ns após o revestimento de ouro. Os QDs dourados apresentaram emissão multiexcitonada eficiente e sua intensidade fotoluminescente neutra foi superior à dos QDs. Os resultados do teste de estabilidade são mostrados na Fig. 10. Além disso, a intensidade da fotoluminescência pode se manter estável por várias horas (até mesmo 24 h). O teste de estabilidade de luminescência mostrou que a luminescência de QDs nus teria uma queda dramática após apenas 1 h. A camada de sílica melhorou ligeiramente o desempenho dos QDs, mas forneceu o intervalo adequado para a próxima camada de Au para mostrar o efeito aprimorado do plasma.

a Esquema do ponto quântico / SiO ₂ / Au híbrido (Golden QD) e as imagens TEM de cada estágio (CdSe / CdS QDs, QD / SiO ₂ QD / SiO ₂ / Au _seed e QDs dourados). b A mudança da intensidade da fotoluminescência com o tempo. Vermelho para CdSe / CdS, cinza para QD / SiO ₂ / Au _seed e laranja para QDs dourados. c Curvas de decaimento de fotoluminescência de três nanopartículas em ( b ) [45]

Métodos sintéticos de LSNs

Para a fabricação de LSNs, a seleção de fósforos e o design de rotas sintéticas são os conteúdos principais. Fósforos determinam a faixa de emissão de LSNs e as rotas sintéticas estabelecem suas estruturas e funções. Todas as rotas sintéticas de LSNs são baseadas na sílica. O método sol-gel, o método de microemulsão reversa e o método assistente de micelas diretas são três abordagens principais para obter esferas de sílica homogêneas e regulares que têm sido usadas em LSNs. A Figura 11 é o diagrama esquemático dos métodos mencionados.

As ilustrações shematic de diferentes LSNs com métodos diferentes. a Para o método Stöber. b Para o método de microemulsão reversa, c Para método assistente direto de micelas

Método Sol-Gel

O método sol-gel, também denominado método de Stöber, é um método conveniente e viável para a obtenção de nanoesferas de sílica monodispersas. É ideal para sintetizar nanoesferas de sílica, uma vez que Stöber [63] estudou cuidadosamente a síntese de esferas de sílica de tamanho específico na faixa de 50 nm – 2 μm com hidrólise de alcoxissilano sob catálise de amônia. Esferas de sílica homogêneas com tamanhos diferentes (10 a várias centenas de nanômetros) podem ser facilmente obtidas controlando as condições de síntese, como a razão etanol / água, a quantidade de amônia e a temperatura por meio do método sol-gel. Usando o método de Stöber, Van Blaaderen e A. Vrij Langmuir sintetizaram com sucesso sílica dopada com corante (FITC) adicionando (APS) no sistema de reação [21]. Com o grupo amina de APS, as esferas de sílica pegaram FITC facilmente como mostrado na Fig. 11a. Até agora, além dos corantes, muitos outros materiais foram associados à sílica pelo método de Stöber. Luis M. Liz-Marzan et al. melhorou o método de Stöber e sintetizou partículas de núcleo-casca de ouro-sílica usando (3-aminopropil) -trimetoxissilano (APTS) como surfactante [64]. Combinado com o núcleo de ouro, APTES fornece ponte de ligação química para encapsulamento de sílica. A condição alcalina leva a esferas de sílica homogêneas como um sistema Stöber popular e a hidrólise catalisada por ácido do alcoxissilano também é um método viável para encapsular corantes luminescentes em sílica [65].

Um novo tipo de LSNs foi sintetizado com base no método de Stöber. Lingang Yang et al. [50] sintetizou com sucesso a sílica cristalina pelo método de Stöber baseado no empilhamento π-π de grupos de vinil. Um progresso de Stöber com viniltrietoxissilano (VTES) como precursor, neutralização com ácido clorídrico, destilação a vácuo para remover o solvente e extração com tetrahidrofurano são todos os procedimentos dos nanocristais de organossílica (OSNCs). Três OSNCs foram sintetizados com a mesma estrutura cristalina, mas em tamanhos diferentes, conforme mostrado na Fig. 12d-f. Os tamanhos dos nanocristais de organossílica (OSNCs) estão aumentando gradualmente devido ao aumento de VTES. Como resultado, eles mostraram propriedades luminescentes diferentes, conforme mostrado na Fig. 12g, h (azul, verde e vermelho sob luz ultravioleta). OSNCs foram caracterizados por possuírem boa fotoestabilidade e estabilidade de pH. O crescimento epitaxial dos grupos vinílicos na estrutura cristalina cúbica do diamante são apresentados devido ao empilhamento π-π. Os grupos de vinil ordenadamente empilhados finalmente formam um grande sistema conjugado π com fluorescência após o confinamento quântico. Esses OSNCs tiveram grande potencial nos campos ópticos devido às características da sílica, que proporcionou uma nova abordagem para a obtenção de materiais de sílica autoluminescente.

Caracterizações de OSNCs: a - c como imagens TEM e d - f como imagens de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM). g As fotografias de amostras OSNC sujeitas à iluminação de luz ultravioleta. h A distribuição no diagrama de cromaticidade da Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) [50]

Método de microemulsão reversa

O método de Stöber é um método simples e conveniente para sintetizar LSNs, mas as condições de reação e as partículas iniciais que não são controladas colocam restrições nos corantes luminescentes. Para superar essas limitações, Bagwe e Khilar [66] introduziram o sistema de microemulsão água-em-óleo [67] durante a síntese de prata revestida com nanocompósitos de sílica (Fig. 11b). A solução aquosa alcalina inicial de nanopartículas de prata com TEOS foi encapsulada na gota d'água usando surfactantes. O progresso da hidrólise do TEOS foi igual ao do método de Stöber. Mas todo o progresso foi restrito a gotículas de água envoltas por surfactantes que levaram a um sistema bem controlado e nanopartículas de sílica monodispersas. O tamanho da sílica foi bem controlado selecionando diferentes surfactantes, solventes e alterando a proporção de surfactante para água. Quando os fluoróforos são hidrossolúveis, é fácil formar uma camada de sílica homogênea na superfície dentro das moléculas da gota. Nianfang Wang et al. [46] nanopartículas de CdS / CdSe / CdS revestidas com sílica luminescente sintetizadas por meio do método de microemulsão reversa. A Figura 13 mostrou as imagens TEM dos QDs sintéticos e QDs @ SiO ₂ . Os QDs protegidos mostraram excelente estabilidade ácida e térmica. Forneceu a possibilidade de modificações adicionais para atender a requisitos especiais para aplicações.

Imagens TEM de QDs CdSe / CdS core / shell com CdS thin shell ( a ) e após o revestimento com sílica CdSe / CdS @ SiO ₂ ( d ); CdSe / CdS core / shell QDs com CdS shell ( b ) e após o revestimento com sílica CdSe / CdS @ SiO ₂ ( e ); CdS / CdSe / CdS core / shell QDs ( c ) e após o revestimento com sílica CdS / CdSe / CdS @ SiO ₂ ( f ) [46]

Método do assistente direto de Micelles

Reverse microemulsion method require the water-soluble luminescence dyes. Inversely, liposoluble initial micelles are the major features of direct micelle method, and the hydrolysis progress takes place around of the micelles (Fig. 11c). A precursor is indispensable for the agglomeration of silica. As a common progress, the luminescent dye is modified with the silane coupling agent, such as APS, to form the assistant micelles. The initial modified micelles ensure that the TEOS condensation occurs around them. Using Rhodamine B conjugated to APTES as the original micelle, Kumar et al. [26] successfully synthesized Rhodamine-conjugated organically modified silica nanoparticles in oil in water system and modified them with different function groups (such as sulfhydryl, amino, and carbonyl) which can be used as cell fluorescence probe.

The role of the surfactant is not only reflected in the silica synthesis but also in the synthesis of mesoporous silica. A common method of synthesizing mesoporous silica is calcination. Large specific surface area and modifiable surfaces make the mesoporous silica nanoparticles perfect carriers. In addition to the known application value in the field of medical drug loading, it also has important application prospects in the field of loading phosphors. Li Wang et al. [68] mixed up CDs with hollow mesoporous silica microspheres with good photochemical stability which can be used for oxygen detection in the whole range. Mesoporous structure makes them unique. Bin Xie et al. [69] incorporated the CdSe/ZnS core-shell QDs into mesoporous silica microspheres by a swelling and evaporation method. Coated with a mesoporous silica layer on the surface of Gd₂ O ₃ :Eu phosphors via modified Stöber method is also feasible according to the Ali Aldalbahi et al. [70]. Because of the encapsulation of silica, the modified Gd₂ O ₃ :Eu nanoparticles showed excellent solubility and biocompatibility.

Other Methods

There are also other methods to synthesize LSNs such as chemical vapor deposition (CVD) [71], hydrothermal method [51], and amino acid-catalyzed seed regrowth technique [72, 73].

Lianzhen Cao et al. [71] synthesized SiC/SiO₂ by CVD and thermal annealing processes. Si was used to coat on the SiC core by thermal CVD and then SiO₂ shell was obtained after oxidizing. The annealed SiC/SiO₂ nanoparticles showed narrow luminescence in the blue-green region. The synthetic method provided a new way to synthesize core-shell nanomaterials.

Chandra et al. [51] synthesized smaller fluorescent silica nanoparticles (1 to 2 nm) with silicon tetrabromide (SiBr₄ ) and APTS. Heating to 200 °C in an autoclave was the core step of the whole reaction. The final products were obtained after further purification including dialysis and centrifugation. The silica nanoparticles emitted bright blue luminescence with a photoluminescence quantum yield around 34%. It was non-photobleaching and biocompatible at the same time.

Surface modification makes the LSNs more tunable for complex application [74]. Silane coupling agents are the most common chemical methods as it mentions before. Abundant hydroxyl groups provide reaction sites for further modifications. Junqiang Wang et al. synthesized silica modified CeO₂ ammonia sensor with high gas response due to hydroxyl groups [75]. After hydrolysis and condensation, silane coupling agents with different function groups bond on the surface of silica. Superhydrophobic silica was synthesized with the condensation of VTES (-CH=CH₂ ) [76]. Ming Ma et al. grafted PEGMA and DMEAA on the surface by RAFT polymerization based on the -NH₂ of APTS [77]. Surface modification can enhance their adaptability in complex environments and get improved luminescence properties with appropriate materials.

Among these methods, there are two main ideas to fabricate LSNs, namely the luminescent dyes are added directly into the reaction system when the silica resources start hydrolyzing, and that the luminescent dyes are established chemical bond with silica by other reagents such as silane coupling agents, either before or after silica network set up. It is necessary to select and design an appropriate synthetic route for LSNs with specific structures.

Applications of Luminescent Silica Nanoparticles

Light is the most intuitive tool for people to recognize the world. Luminescent materials with special emission can be directly used in many ways such as lighting, display, and so on. At the same time, changes in fluorescence intensity can reflect some important information. Compared with separate luminescent dyes, LSNs have improved performances in applications, since silica provides a stable matrix for the luminescent dye. It provides an effective way for multifunction at the same time [6]. LSNs with multifunction and tunable surface have great application prospects and development potential in biology, lighting, and sensors.

Biolabeling and Medicine

LSNs have great application value in biology. Non-toxicity is a fundamental requirement for medical field, especially in vivo [78]. The fact that the common luminescent dyes are often toxic limits their clinical application [79]. Silica, a favorite non-toxic modified material, is a good solution to elimination of toxicity. Toxicity of silica nanoparticles (20–200 nm) were also carefully studied by In-Yong Kim et al. [80]. Size, dose, and cell type-dependent cytotoxicity were the issues in their research. Although high dose can cause a disproportionate decrease in cell viability, the silica nanospheres with 60 nm showed their good biocompatibility up to 10 μg/ml. Different cells had different tolerance to silica nanoparticles which indicated that it was necessary to have substantial tests before clinical tests. Although inhalation of silica particles can cause acute and chronic diseases including silicosis [81], silica still has potential in biological application at the nanoscale. The toxicity of luminescent silica nanoparticles to living cells was studied in detail by Yuhui Jin et al. [38]. From the DNA level to the cell level, the toxicity of RuBpy-doped LSNs were carefully tested. At a certain concentration, the results showed that the dye-doped luminescent silica nanoparticles were non-toxic to the targeted DNA and cells, which indicate that LSNs are a good solution to the non-toxic modification. Xiqi Zhang et al. [27] encapsulated AIE dye (An18, derivatized from 9, 10-distyrylanthracene with an alkoxyl endgroup) into the silica nanoparticles via a one-pot modified Stöber method. Coated with silica lead to an enhanced fluorescence intensity, good water solubility, and non-toxicity to living cells which made the An18-SiO₂ NPs had a potential for biomedical application.

LSNs have great application value in diagnosis and biolabeling. For hybrid imaging contrast agents, Dong Kee Yi et al. [48] combined magnetic particles (MPs) Fe₂ O ₃ with QDs (CdSe) and encapsulated them in silica shell by reverse microemulsion method. The nanostructures of MPs with QDs are clearly showed in Fig. 14. Magnetic resonance imaging (MRI) is an effective method for disease detection, especially for cancer. The advantages of feasible usage, low cost, and accurate diagnosis make it more popular as a diagnostic tool [7]. The nanocomposites can be used as both optical and MRI contrast agents. It is worth mentioning that the presence of CdSe increased the effective magnetic anisotropy of the γ-Fe₂ O ₃ -containg particles. This is a good attempt, but the low quantum yield (SiO₂ /MP-QD 1.1% to CdSe 11.4%) limits the actual effect. Willam J. Rieter et al. [39] also synthesized the same multifunctional nanocomposites. What is different is that [Ru (bpy)₃ ] Cl₂ was chosen as the luminescent core and the paramagnetic Gd complex was coated on the luminescent core by water-in-oil reverse microemulsion method. The nanocomposites were finally embedded in silica in the same way. The results of Fig. 15 proved that hybrid silica nanoparticles had good optical and MRI performances in biological imaging. Mesoporous silica nanospheres doped with europium (Eu-MSN) were obtained by Mengchao Shi et al. [32]. Nanoscale size (280–300 nm) and fluorescent property were the basic for an ideal biolabeling material. They found that Eu-MSNs had a positive influence on osteogenesis and angiogenesis-induction. By promoting proper response of macrophages and the expression of relevant genes, the defect of bone replaced by new bone and the healing process of skin wound can accelerate with Eu-MSNs. Besides the function of biolabeling, the LSNs showed the potential in tissue repair. LSNs can achieve the target binding effect by modifying the special group. In Duarte’s work [33], organosilane Bpy-Si was chosen as a ligand of Eu complex for the further reaction with silica. SiO ₂ -[Eu (TTA)₃ (Bpy-Si)] nanoparticles were obtained with a uniform size (28 ± 2 nm). With a further modification of an amino acid spacer and an anchor group (anti-Escherichia coli , IgG1), the functionalized silica had the specific bonding with E . coli bacteria. It was easy to get the distribution of E . coli bacteria with luminescence. The bio-multifunction of LSNs was also carefully studied by Laranjeira et al. [82]. Gadolinium (Gd) composites with unique magnetic properties have potential in MRI contrast agents but Gd3+ ions are toxic in humans especially in kidneys and pancreas. GdOHCO₃ nanoparticles were chosen as the MRI contrast core and coated with silica layer via Stöber method. With the silica coating, the Gd composite (SiGdOHCO₃ ) had the same brightness of MRI contrast images but no degradation at designed pH values (5.5, 6.0, and 7.4). And SiGdOHCO₃ had little effect on human fibroblasts according to the cell proliferation assay which indicated an excellent biocompatibility. Silica provides a more stable environment and further possible modification for GdOHCO₃ without affecting MRI performance. By diverse micelles method, Atabaev et al. [83] synthesized Gd₂ O ₃ :Tb³⁺ ,Eu³⁺ @SiO₂ nanoparticles which can be used as both MRI contrast and fluorescence agents in vivo. The above two examples perfectly reflected the role of LSNs in multifunction with the silica platform.

a TEM image and b HRTEM image of SiO₂ /MP-QD nanoparticles [48]

The imaging results of monocyte cells with a optical microscopic, b laser scanning confocal fluorescence, c , d the images of monocyte cells with MR:left for unlabeled monocyte cells and right for hybrid silica nanoparticles labeled monocyte cells, e flow cytometric results of blank and hybrid silica nanoparticles-labeled monocyte cells, and f the cell viability with different amount of hybrid silica nanoparticles [39]

LSNs have great application value in drug delivery. Hongmin Chen synthesized luminescent mesoporous silica nanoparticles biofunctionalized by targeting motifs, which makes them applicable in drug delivery [47]. They first prepared APS-containing mesoporous silica particles, and subjected the products to calcination at 400 for 2 h. They synthesized mesoporous silica by the help of cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB). There were luminescent carbon dots in the silica matrix after calcination. The fluorescence intensity was at the maximum when the particles were excited at 380 nm. The target selectivity of FL-SiO₂ was achieved by surface modification of RGD peptide with the help of APS. They also studied the RGD-FL-SiO₂ loading and release of doxorubicin (Dox). After calcination, fluorescent mesoporous silica (FL-SiO₂ ) can still load Dox effectively. The porous structure was not affected by calcination. They found that RGD-FL-SiO₂ had good luminescent effect especially around the blood vessels of tumor in vivo imaging studies. Integrin α_v β₃ of the tumor was the key of the interactions. Although there are many excellent attempts to apply LSNs to medicine but less successful clinical tests in human beings means that there is still a long way to go for the real medicine applications.

Light-Emitting Devices

Due to their special emitting features, LSNs also play a vital role in light emission fields including the field emission- and liquid crystal-based display technologies [84]. WLEDs have received recent attention for their broad applications including general illumination and displays. Tunable color, high color purity, and luminescence efficiency are in line with the requirements of light-emitting diodes (LEDs) [85]. Quantum dot-based light-emitting diodes (QD-LEDs) have demonstrated recently, and may offer many advantages over conventional LED and organic light-emitting diodes (OLEDs) technologies in terms of color purity, stability, and production cost, while still achieving similar levels of efficiency. In order to improve the performances of polymer dots (Pdots) as WLED phosphors, Kaiwen Chang et al. [49] introduced some Pdots with different emission wavelength into the Stöber system to get encapsulated. The silica-encapsulated Pdots showed the same luminescence properties but markedly enhanced photostability.

To reduce the manufacturing complexity required for achieving full-color displays, it is more desirable to use a common device structure to achieve high efficiency for three primary colors (blue, green, and red). QDs have been widely used in display field because of its unique luminescent properties, such as high luminescent intensity, narrow emission spectra, and tunable emission. Chun Sun et al. [34] synthesized the perovskite QDs, CsPbBr₃ , as the light-emitting core of WLEDS. Only the perovskite QDs are not enough for a LED device since photostability and stability are necessary for an optical device under long-time work and elevated temperature. There are anion-exchange reactions between different halide QD nanoparticles which would widen the narrow emission spectrum. QD/silica composite were fabricated in APS to avoid oxidation and decomposition. So they used APTES as the QDs’ capping agent and improved the silica coating process to avoid the decomposition of the QDs. Green and red QD/silica composites were synthesized and a WLED was obtained by the combination of the composites with a blue LED chip. The WLED had good performances with great air stability as depicted in Fig. 16.

The optical performances of the WLED:a the emission spectra, b the CIE color coordinates and the color triangle of WLED (red dashed line) with the NTSC TV standard (black dashed line), c the power efficiency, and d emission spectra after working for a while [34]

LSNs can keep good dispersion, brightness, and photostability of QDs. Hung-Chia Wang et al. [35] provided a new composite method for QDs and silica (Fig. 17). By mixing the QDs with mesoporous silica powder of which pore size was bigger than that of QDs in non-polar solution, mesoporous silica green PQD nanocomposite was obtained after washing and drying. The quantum dot showed better thermal stability and photostability after composited with silica. On the other hand, QDs are a typical kind of aggregation-caused quenching (ACQ) nanoparticles, which means that it is necessary to keep a good dispersion to get a good brightness and photostability. Kai Jiang et al. [86] synthesized carbon dots with red, green, and blue luminescence with phenylenediamines as precursors to enhance luminescence properties as solution and poly (vinylalcohol) (PVA) film. But it would exist quenching effect as solid-state CDs which was fatal for LED devices owing to aggregation and the result Förster resonance energy transfer (FRET). To avoid the dispersion and the resulting FRET phenomenon, Junli Wang et al. [36] embedded carbon dots into silica matrix (Fig. 18) by dispersing carbon dots into the N -(3-(trimethoxysilyl)propyl) ethylenediamine (KH-792) and heating to form a homogenous CD/silica film. A white LED was fabricated by drying the CD/silica solution on the inner wall. By the assistant of silica, CDs were well dispersed with an appropriate distance without quenching which improve the performance as powders. Figure 18 showed the emission spectra and performance in WLED. And the CIE coordinates (0.44, 0.42) and correlated color temperature (CCT) (2951 K) suggested that it was suitable for indoor illumination.

a The formation progress of MP-CsPbBr3PQDs. b The luminescence intensity and the color triangle of WLED [35]

The performance of WLED showed as a the emission spectrum and b for CIE chromaticity and CCT [36]

Sensors

Luminescent silica showed the excellent performances on static luminescent materials, such as biolabeling and WLED phosphors. All these were based on their unique and stable optical properties. When it came to dynamic luminescent materials, LSNs also display the same wonder [9]. The luminescent sensors of pH [28], ions [87], and temperature [40] are following as representatives.

pH value have great influence on the luminescence intensity which inspires luminescent pH sensor. In the same principle as ref. [22], Atabaev et al. synthesized the same ratiometric pH sensor [28]. FITC was chosen as the pH-dependent luminescence dye and Y₂ O ₃ :Eu ³⁺ as pH stable dye. With the Stöber coating of silica, Y₂ O ₃ :Eu ³⁺ @SiO₂ with FITC composite NPs were successfully synthesized. The change of pH was reflected by the ratio of fluorescence intensity (I _FITC / eu _Y2O3:Eu3+ ) The standard dye led to a less influence of concentration and a more accurate result.

LSNs can also be used as ions sensors. Based on the changes of luminescence intensity with the measured physical quantity, LSNs have been applied to many sensor fields by the environment-dependent effect of the luminescence. Quenching effect is an effective detective tool to detect the changes of quenching factors such as ions and pH value with external quenching mechanisms such as FRET and photoinduced electron-transfer (PET) [9]. Sensors for metal ions are important fields whether in cells or open system. Won Cho et al. [37] synthesized europium (III) coordination polymer (EuCP) and found the specific quenching effect of Cu²⁺ (Fig. 19). In view of this fact, they synthesized silica@EuCP microsphere which have the same sensitivity on Cu²⁺ with less mass of europium. As an auxiliary material, silica can effectively reduce the amount of sensor materials. Both of them have their unique situations. Besides quenching effect, there are some different effects which can be used in the fields of sensors. 2,2-Dipicolylamine (DPA) and its derivatives have good affinity to heavy ions. And enhanced luminescence effect would happen after chelated with heavy ions. Yu Ding et al. [29] modified silica spheres with N , N ′-bis (pyridine-2-ylmethyl)ethane-1,2-diamine (Fig. 20). The concentration of heavy ions (Cd²⁺ Hg ²⁺ and Pb²⁺ ) in samples can be determined by the change of fluorescence intensity. The test in real water samples and simulated biological samples confirmed the heavy metal ions-binding ability and the detection which has application prospects in the water monitoring and so on.

a Confocal microscopy and OM (inset) images of silica@EuCP microspheres. b Luminescence spectra with different Cu (NO₃ ) ₂ in MeCN; luminescence intensity changes (c ) and photograph (d ) with different metal ion solutions (5 mM) [37]

The formation and sensing progress scheme of sensitive fluorescent sensor (FSCHP) [29]

Temperature sensors are also important applications of LSNs. Temperature is a basic variable in most science fields. The temperature dependence of radiative and non-radiative transition rates is the core content of temperature sensing which makes it possible for luminescence temperature sensing, with the contactless and large-scale advantages [9]. However, in order to be applied in practice, their stability is crucial as the environment of application is more complex than of that of experiment condition. Silica is an ideal matrix to improve their performance for application. Mirenda et al. [40] synthesized silica as the core and then TEOS was hydrolyzed with Ru (bpy)₃ Cl ₂ to form the Ru (bpy)₃ @SiO₂ NPs. The emission spectra of Ru (bpy)₃ @SiO₂ NPs (Fig. 21) showed that the intensity of Ru (bpy)₃ @SiO₂ NPs decreased linearly as the temperature rising as the result of the activated non-radiative ³ d-d state (20–60 °C, λ_exc = 463 nm). The polyethyleneimine (PEI)-modified glass with Ru (bpy)₃ @SiO₂ NPs showed the same trend as the NPs which proved that the potential as the temperature sensing. With cycling the temperature between 20 and 60 °C, the relative slope decreased until the seventh cycle which meant that it is necessary to condition to obtain the stable sensing materials. The influence of temperature on probes is complicated. So it is necessary to research the temperature-dependent luminescence of the probes to know how to apply it into temperature sensors. Temperature is a fundamental variable that governs diverse intracellular chemical and physical interactions in the life cycle of biological cells. The change of temperature reflects the level of cell metabolism. GdVO₄ co-doped with Er³⁺ (1 mol%) and Yb³⁺ (1 mol%) has the potential to apply as the temperature sensor. To improve their performance as temperature sensor, Savchuk et al. [41] coated silica shell on the nanoparticles surface by Stöber method. The fluorescence intensity ratio (FIR) of Er, Yb:GdVO₄ , eu ₅₂₀ / eu ₅₅₀ , had a certain linear relationship with temperature in the range from 297 to 343 K after excitation at 980 nm. And the probes got enhanced thermal sensitivity, high thermal resolution and good stability in different solvents. And the result of the ex vivo experiment to monitor temperature evolution with the special sensor showed in Fig. 22 proved that Er, Yb:GdVO₄ @SiO₂ core-shell nanoparticles had a good thermal resolution as the temperature sensor in biomedical applications.

a PL spectra of Ru (bpy)₃ @SiO₂ under different temperature. b The peak intensity changes as a function of temperature [40]

a eu ₅₂₀ / eu ₅₅₀ with different temperature for Er, Yb:GdVO₄ and Er, Yb:GdVO₄ @SiO₂ . b The sketch map for the ex vivo temperature determination experiment. c The results of the temporal evolution of temperature for the Er, Yb:GdVO₄ @SiO₂ and a thermoresistor Pt-100 [41]

Conclusão

In this article, LSNs with various functions demonstrate that silica is an ideal host material for luminescent dyes. The visualization of related parameters is the most special feature of luminescent dyes. Various luminescent materials have their own advantages but there are still some defects which limit their applications. Improved brightness, photostability, and thermal stability are the advantages of LSNs with the protection of silica. At the same time, it provides phosphors with a versatile platform which makes it possible to become multifunctional and specially modified. Excellent performance, adjustable adaptability, and potential versatility broaden the applications of fluorescent materials. LSNs have great potential in many unmentioned fields such as solar cells and photocatalysts. However, there is still a long way to apply LSNs to the actual species. Poor selectivity and low signal-to-noise ratio in complex conditions are factors that constrain LSNs for the practical applications which need to be further studied. Defined distances between phosphors and LSPR metal deserve more investigations to get the positive effect. Many new luminescent materials with excellent luminescence properties have been developed which means that it is necessary to improve the traditional synthetic methods to obtain LSNs. Silica is a traditional modified material but LSNs still have great potential for development.

Abreviações

ACQ:: Aggregation-caused quenching
AIEgen:: Aggregation-induced emission luminogens
AMP:: Adenosine 5′-monophosphate
An18:: An aggregation-induced emission-based organic fluorogen derivatized from 9,10-distyrylanthracene with alkoxyl endgroup
APS:: (3-Aminopropyl)triethoxysilane
APTES:: 3-Aminopropyltriethoxysilane
APTS:: (3-Aminopropyl)trimethoxysilane
B:: Azul
BAM:: Bio-anchored membrane
CCT:: Corresponding correlated color temperature
CDs:: Pontos de carbono
CDSP:: Carbon dot-silica- phosphor composite
CIE:: Commission Internationale de l’Eclairage
CLSM:: Confocal laser scanning microscope
CRI:: Color rendering index
CTAB:: Cetyltrimethyl ammonium bromide
CVD:: Deposição de vapor químico
DDT:: 1-Dodecanethiol
Dox:: Doxorubicin
DPA:: 2,2-Dipicolylamine
F127:: Poly (ethylene glycol)-block-poly (propylene glycol)-block-poly (ethylene glycol)
FIR:: Fluorescence intensity ratio
FITC:: Fluorescein isothiocyanate
FL-SiO₂ :: Fluorescent mesoporous silica
FRET:: Transferência de energia de ressonância de Förster
FSCHP:: Sensitive fluorescent sensor
FSNP:: Fluorescent silica nanoparticle
G:: Verde
H:: The ratio of water/TEOS
HPTS:: 8-Hydroxypyrene-1,3,6-tresulfonic acid
HRTEM:: High resolution transmission electron microscopy
IgG1:: Anti-Escherichia coli
KH-792:: N-(3-(trimethoxysiyl)propyl)ethylenediamine
LEDs:: Ligh-emitting diodes
LSN:: Luminescent silica nanoparticle
LSPR:: Local surface plasmon resonance
MPS:: 3-Mercaptopropyltrimethoxysilane
MPs:: Magnetic particles
MQDs:: Magnetic quantum dots
MRI:: Imagem de ressonância magnética
MTT:: Methyl tetrazolium
NIR:: Próximo ao infravermelho
NTSC:: National Television System Committee
OLEDs:: Organic light-emitting diodes
OSNC:: Organosilica nanocrystal
OTES:: n-Octyltriethoxysilane
PBS:: Salina tamponada com fosfato
Pdots:: Polymer dots
PEI:: Polyethyleneimine
PET:: Photoinduced electron transfer
PVA:: Poly (vinylalcohol)
PVIS:: Poly (1-vinylimidazole-co-vinyltrimethoxysilane)
QD655:: A kind of commercial quantum dots
QD-LEDs:: Quantum dot-based light-emitting diodes
QDs:: Pontos quânticos
R:: vermelho
R:: The ratio of water/surfactant
RBL-2H3:: Rat basophilic leukemia mast cells
SEM:: Microscópio eletrônico de varredura
TEM:: Microscopia eletrônica de transmissão
TEOS:: Tetraethoxysilane
TPETPAFN:: A typical fluorogen consisting of two tetraphenylethylene pendants and an intramolecular charge transfer core
TRITC:: Tetramethylrhodamine isothiocyanate
UC:: Upconversion
UCNP:: Upconversion nanoparticles
UCNPs@SiO2@EuTP:: NaGdF4:Yb,Er@SiO2@Eu (TTA)3Phen
UV:: Ultravioleta
VTES:: Vinyltriethoxysilane
WLED:: White light-emitting diode

Alta tensão de ruptura e baixa resistência dinâmica ON AlGaN / GaN HEMT com implantação de íons de flúor na camada de passivação SiNx Biossensor de cortisol eletroquímico salivar baseado em nanoflocos de dissulfeto de estanho

Nanomateriais

Materiais Poliméricos

biológico

Corante

Especiarias