人类的想象力是无限的。物联网(物联网),无人驾驶汽车,无人机,虚拟现实(VR)和long-sustaining电池技术领域的热门话题,尽管一些地方的景象确实表现现实世界,主要是在紧凑的形式在实验室设备和可行的原型,事实是,他们中的许多人仍只是概念。
软件和硬件的限制，以及公众吸收这些概念或想法所需的时间，都是一些明显的障碍。此外，还有最根本的限制：材料。
在材料方面，石墨烯获得了巨大的兴趣和研究资金，作为广泛使用的潜在候选者。半导体设备（即内存芯片、处理器等），从硅的特性中得到了长期的支持，面临着摩尔定律的终结，而替代材料也随着过程的变化而被讨论。
纳米晶体
虽然量子点、QD已经提到了自1980年代以来,这是教授CB穆雷,DJ诺里斯,和MG Bawendi在麻省理工学院(MIT),他在1993年发表了一篇题为《合成和表征近单分散CdE(E =硫、硒、碲)半导体Nanocrystallites,这表明它可能和使用。该研究小组成功地合成了5.1纳米晶体，此后该论文被引用了8000多次，在学术圈中，它将其提升为“摇滚明星”的地位。
QD是纳米级的——纳米级是十亿分之一米——被称为纳米晶体的半导体器件，可以限制3D中的电子和电子空穴。它们可以用不同的材料在不同的过程中合成。因为有能力调整它的尺寸和光学和电子性能，这可以根据你的使用目标进行设计，潜在地，它可以应用于各种各样的行业，使用不同的材料。
在韩国济州市Ramada广场的量子点举行的两年一次的量子点内部会议上，来自30个国家的学者和行业专家分享了400多个独立的研究和新方法来合成它们。“从个人角度来说，看到进步是件好事，”麻省理工学院化学系的首席研究员、在首尔的另一次采访中，巴恩迪教授说。“25年前，我们只有几个人。现在有一个大型会议。它现在被描述为一个社区。”
光学和电子QD可以用来处理光、光、电、电和电力。“在应用方面，很明显，色彩应用的下降，但也有能量转换，生物成像，作为基础研究的一种有趣的材料。这是一种与人们习惯的分子材料不同的材料。它的属性非常独特，我们可以在各种应用程序中尝试它。有时它是有意义的，有时则不然。”
从显示器到“ql”
商业用途直到最近才出现，首先是在视觉显示。通过在液晶显示器上放置一个QD薄膜（LCD），背光的光线较少会产生更好的颜色。索尼在2013年首次向世界推出了其qd-分层液晶电视，但由于使用了镉，该产品被搁置，被欧盟认为对人体有害。三星在2011年推出了这一技术的概念模型，并于2015年推出了其旗舰产品SUHD电视，这是首款不使用镉的商用QD液晶电视，今年也是如此。
中国公司正在用它来做电视和显示器，尽管有镉，但市场预计将会继续扩张
颜色是由QD调成的大小来产生的——它越大，波长越大，就越红。较小的较短，产生蓝色。因为蓝色需要更小的QD，所以它已经被证明是一种更一致的挑战，然后是其他颜色。想了解更多关于电视上的QD，请阅读CNET的解释。
许多人将这项技术与LG的OLED或有机发光二极管结合在一起，并将其描述为“赢家输家”、“在这两种技术之间选择正确或错误的选择”，但这是一种老生常谈。
例如，在智能手机领域，三星使用OLED——据报道，苹果也将从明年开始——而LG则使用LCD作为他们的产品。正确的观察是，不同的技术被认为是针对不同类别的公司进行优化的，这取决于他们自己当前的优先事项、过去和未来的投资路线图和前景。
至少从理论上讲，QD的潜力不仅仅局限于增强现有的液晶显示器。如果QD二极管能在没有背光的情况下发射光，而仅仅是通过电感应发光二极管，那么这种所谓的“QLED”或量子点发光二极管是可能的，而不是在液晶显示器上使用QD。这样做的优势将是一种最终产品，它和OLED一样薄，而且能更有效地使用更好的颜色。
用于半导体的硅是一种相对较重的质量化学物质，因此使用更轻、能量密度更高的QD材料可以使设备更轻，尽管这在短期内是不太可能发生的情况。
传感器
QD材料可以极大地增强传感器，而图像传感器是智能手机的关键元素。传感器也是物联网和无人驾驶汽车的重要组成部分。在传感器上安装QD可以大大增强它们的灵敏度。在上面喷上一层QD，即使在没有热量或光线的情况下，甚至在红外线中也能读取。
QD可以应用于各种不同的传感器。它可以是将光传输到电信号中的一种。例如，对于无人驾驶汽车来说，可以在不需要光线的情况下感知到的照片探测器就有可能被制造出来，”三星高级技术研究院材料研究中心（SAIT）的负责人Chang Hyuk说。
三星的一位发言人说，该公司没有使用qd-应用传感器，而张震只是在说可能性。
例如，智能手机中的图像传感器和商用相机，目前只读取人眼可见的光。与会专家表示，应用该技术真的没有障碍，因此商业可行性必须是关键。如果QD变得足够便宜，消费者可能会在智能手机上看到更好的、价格实惠的超级相机。
由于人们对其安全性的担忧日益加剧，对无人机和无人驾驶汽车传感器的灵敏度提高至关重要。
生物医学
QD用于生物医学和生物成像技术的应用获得了广泛的关注，并正在世界各地的实验室中进行测试。因为有机材料往往不太好——这是生物成像所需要的——替代无机材料正在被研究，包括QD，他说。
“现在，我们越来越多地进入生物成像领域的红外线。有机分子在体内不会发出很好的荧光。组织的性质很有趣，因为它们是自动荧光的。该教授说：“固有的荧光组织过度使用了那些用来成像它们的人。”“QD是一种可以克服这种情况的材料。”
一个可能的、复杂的场景使用可能是这样的：诺丁汉大学的Lyudmila Turyanska教授研究了石墨-QD的混合应用，他说QD传感器可以用于身体内部的近红外发射成像，这将极大地帮助医生观察它一旦被摄入后的运动。从理论上讲，能够跟踪QD传感器将有助于正确的肿瘤诊断。
大多数癌症会再次出现，因为在手术后留下残余物的受影响组织的测量不正确。当在治疗过程中应用辐射时，不可避免的健康细胞也会受到损伤。一个超级QD传感器计算机可以安全地进入身体，正确地检测受影响的组织，并特别针对它。
然而，会议上的教授们告诫说，不要很快部署任何部署。最大的困难是QD是一种不应该存在于身体和姿势的无机材料，特别是对于像自由贸易协定这样的卫生机构，潜在的危险。“对于动物来说，它有可能是有用的。对于人类，我说我们不要太乐观。对于生物学来说，有一个作用是为了治疗，我不确定，”他说。
能量收获
QD将光转化为电能的能力，因此能源，也是学术界对其感兴趣的领域。一个有趣的概念是在建筑物的窗户上喷洒QD材料，这样可以节省白天的能源消耗。
有两种方法可以做到这一点：有一些东西可以吸收光线，并将其重新发射到不同的太阳能电池上。然后，当光线穿过太阳能电池并转化为能量时，光线就会被过滤掉。另一种方法是拥有一个部分透明的太阳能电池，可以吸收窗户上的红外线和紫外线。
这两种方法都可以用QD来完成。但是，因为它也可以用其他材料来完成，所以这个应用是否可行，而且没有商业案例，仍然存在争议。“你永远不知道，随着材料变得越来越好。”
安全印刷
使用QD的一种新颖的方法是墨水安全，或者安全打印。通过将诸如QD等导电材料添加到墨水中，政府可以减少伪造纸币的生产，企业可以保护他们的敏感文件。他们可以使用光学阅读器来辨别一个物品是否假。
当然，银和铜目前确实用于安全印刷，但问题是，这些技术很容易被犯罪分子所克服。为特定目的专门制作QD材料和配套阅读器，将大大降低假冒产品的可能性。
导电墨水市场是巨大的，到2018年可能价值336亿美元。如果在过去的几年里，随着采用率的提高，它将成为QD市场的催化剂。
未来
尽管这些概念很有趣，但许多上述概念在短期内都将被商业化。合成的低产率迫使QD材料在商业上很昂贵。生产材料的稳定性也是一个障碍。
由于全球对环境的关注总体上升，避免镉和铅等有害物质是一个严重的问题。就材料而言，肯定有必要让它被认为毒性更小。
另一个挑战是商业产品的生命周期的加速，远远超过了材料的寿命。
任何一个研究领域都可能为公众带来一种新奇的材料，就像QD一样，可以增强我们的生活。
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