Det særlige krystallinske materiale kvanteprikker har brede anvendelsesmuligheder indenfor sygdomsbekæmpelse og diagnosticering. Det særlige ved kvanteprikker er deres evne til at udtrykke en farve, der ved få justeringer på størrelsen af prikken kan ændre bølgelængde. Når man bruger dem som biomarkører i f.eks. kræftdiagnosering, kan man derfor med få greb bruge samme krystalmateriale til at binde sig til forskellige makromolekyler. Hemmeligheden ligger i båndbredden mellem valensbåndet og ledningsbåndet, der undersøges vha. UV-VIS.
I øvelsen skal eleverne fremstille forskellige størrelse krystaller af saltet CdS (cadmiumsulfid), der alt efter størrelse vil variere i farve. Farven bestemmes ved UV-VIS (måling af absorbans i området 400-700 nm), og størrelsen af krystallerne bestemmes ud fra målingerne. Det udnyttes, at jo større krystallerne er, jo mindre båndgab vil der være mellem valensbånd og ledningsbåd, og det udtrykkes i farven.
For at danne de forskellige størrelser af krystaller, skal eleverne arbejde med mikroemulsioner, hvor de bruger emulgatoren Cetyltrimethylammoniumbromid (CTAB).
Øvelsen er tiltænkt elever, der skal skrive en større skriftlig opgave, hvor de går i dybden med et emne, som eksperimentet kan understøtte. I øvelsesvejledningen er der en mere udførlig gennemgang af teorierne bag eksperimentet. Denne kan rekvireres, hvis du ønsker at se nærmere på den.
Ud over laboratorieøvelsen vil eleverne møde forskere på SDU, der arbejder indenfor de faglige felter, der er specificeret herunder. De får mulighed for at høre noget om forskningen og stille spørgsmål om emnerne.
Faglige områder:
- Uorganisk kemi (krystalstrukturer)
- Atomer og krystallers opbygning (orbitaler, valensbånd og ledningsbånd)
- Emulgatorer og mikroemulsioner
- Analysekemi (spektrofotometri)
- Medicinalkemi (diagnosticering med biomarkører)
- Hospitalsfysik
Varighed:
- Laboratorieøvelse: 2-3 timer
- Beregninger: 1-2 timer
- Faglige oplæg: 2-3 timer
Praktiske detaljer:
Øvelsen udbydes i januar 2024 (nærmere dato følger). Der er plads til 16 elever (først til mølle).
Øvelsesvejledning og hjælp til beregninger sørger vi for. Eleverne får data med hjem fra eksperimentet. Vi forventer, at du som lærer selv definerer en opgave, der ligger indenfor feltet (hovedvægt kan f.eks. lægges på krystalstruktur, mikroemulsioner eller brug af forskellige stoffer til diagnosticering – det afgør du).
