生体高分子由来の赤青ソルバトクロミック炭素量子ドット：UVブロックおよびアクティブ包装への応用

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides structure-function correlations for biomass-derived CQDs, useful for designing tunable emission and multifunctional nanocomposites.

🏢実務担当者:Relevant for packaging industry seeking sustainable UV-blocking and active packaging materials to extend shelf life.

🏛政策担当者:Supports bioeconomy and food waste reduction policies through biomass valorization in packaging applications.

高解像度画像ダウンロード MS PowerPoint スライド 本研究では、溶媒依存性の発光色を示すバイオマス由来カーボン量子ドット（CQDs）を、マンゴスチン葉から溶媒媒介水熱法により合成し、構造と発光の関係を解明するとともに、多機能包装用途への可能性を評価することを目的とした。系統的な形態学的・構造解析により、溶媒の極性が炭化度、粒子径、表面化学を支配することが実証された。赤色発光CQDs（R-CQDs）は低極性媒体中で形成され、水酸基に富むより大きなsp²ドメインを示したのに対し、極性溶媒中で合成された青色発光CQDs（B-CQDs）は、酸素含有および窒素含有官能基の含有量がより高い、より小さなsp²ドメインを有していた。これらの相違により、R-CQDsでは励起非依存性の赤色発光が、B-CQDsでは励起波長可変の青緑色発光がもたらされた。R-CQDsはB-CQDs（IC₅₀ = 21.03 μg mL⁻¹）と比較して向上した抗酸化活性（IC₅₀ = 8.84 μg mL⁻¹）を示し、一方、大腸菌および黄色ブドウ球菌に対する抗菌活性はR-CQDsにのみ観察され、構造依存的な抗菌応答を示した。CQDsをポリビニルアルコール（PVA）マトリックスに組み込むと、ナノ複合フィルムは向上したUV遮断性能を示し、R-CQD/PVAフィルムは強化されたπ–π*遷移とより効率的な界面エネルギー移動により、より強い減衰を与えた。保存試験では、トマトをR-CQD/PVAフィルムで包装した場合、対照フィルムと比較して熟成が約7〜14日遅延することも示された。これらの知見は、バイオマス由来CQDsについて溶媒、構造、機能の明確な相関関係を確立し、UV保護および活性食品包装用途向けの多機能ナノ複合フィルムを設計するための持続可能な戦略を示唆するものである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

High Resolution Image Download MS PowerPoint Slide In this research, biomass-derived carbon quantum dots (CQDs) with solvent-dependent emission colors were synthesized from mangosteen leaves via a solvent-mediated hydrothermal route, in order to elucidate the relationship between structure and emission and to evaluate their potential for multifunctional packaging applications. Systematic morphological and structural analyses demonstrated that the solvent polarity governed the degree of carbonization, particle size, and surface chemistry. Red-emissive CQDs (R-CQDs) were formed in a less polar medium and exhibited larger sp 2 domains enriched with hydroxyl groups, whereas blue-emissive CQDs (B-CQDs) synthesized in a polar solvent had smaller sp 2 domains with higher values for the content of oxygen- and nitrogen-containing functionalities. These distinctions resulted in excitation-independent red emission for R-CQDs and excitation-tunable blue-green emission for B-CQDs. R-CQDs showed enhanced antioxidant activity (IC 50 = 8.84 μg mL –1 ) relative to B-CQDs (IC 50 = 21.03 μg mL –1 ), while antibacterial activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus was observed exclusively for R-CQDs, indicating a structure-dependent antibacterial response. When the CQDs were incorporated into poly(vinyl alcohol) (PVA) matrices, the nanocomposite films demonstrated enhanced UV-blocking performance, with R-CQD/PVA film giving stronger attenuation due to enhanced π–π* transitions and more efficient interfacial energy transfer. Storage tests also showed that when tomatoes were packaged with R-CQD/PVA film, ripening was delayed by approximately 7–14 days compared to the control films. These findings establish clear correlations between solvent, structure, and function for biomass-derived CQDs and suggest a sustainable strategy for designing multifunctional nanocomposite films for UV-protective and active food-packaging applications.

• openalex https://doi.org/10.1021/acsphyschemau.6c00013first seen 2026-06-17 06:03:15 · last seen 2026-06-17 07:14:26