Carbon nanodots (CNDs) are the latest and most shining rising stars among photoluminescent (PL) nanomaterials. These carbon-based surface-passivated nanostructures compete with other related PL materials, including traditional semiconductor quantum dots and organic dyes, with a long list of benefits and emerging applications. Advantages of CNDs include tunable inherent optical properties and high photostability, rich possibilities for surface functionalization and doping, dispersibility, low toxicity, and viable synthesis (top-down and bottom-up) from organic materials. CNDs can be applied to biomedicine including imaging and sensing, drug-delivery, photodynamic therapy, photocatalysis but also to energy harvesting in solar cells and as LEDs. More applications are reported continuously, making this already a research field of its own. Understanding of the properties of CNDs requires one to go to the levels of electrons, atoms, molecules, and nanostructures at different scales using modern molecular modeling and to correlate it tightly with experiments. This review highlights different in silico techniques and studies, from quantum chemistry to the mesoscale, with particular reference to carbon nanodots, carbonaceous nanoparticles whose structural and photophysical properties are not fully elucidated. The role of experimental investigation is also presented. Hereby, we hope to encourage the reader to investigate CNDs and to apply virtual chemistry to obtain further insights needed to customize these amazing systems for novel prospective applications.

中文翻译：

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从计算机角度看碳纳米点

碳纳米点 (CND) 是光致发光 (PL) 纳米材料中最新、最闪亮的后起之秀。这些基于碳的表面钝化纳米结构与其他相关的 PL 材料竞争，包括传统的半导体量子点和有机染料，具有一长串优势和新兴应用。CND 的优点包括可调谐的固有光学特性和高光稳定性、表面功能化和掺杂的丰富可能性、分散性、低毒性以及有机材料的可行合成（自上而下和自下而上）。CND 可应用于生物医学，包括成像和传感、药物输送、光动力疗法、光催化，但也可应用于太阳能电池和 LED 中的能量收集。更多的应用不断被报道，这已经成为一个独立的研究领域。了解 CND 的特性需要使用现代分子模型进入不同尺度的电子、原子、分子和纳米结构的水平，并将其与实验紧密相关。这篇综述重点介绍了从量子化学到中尺度的计算机技术和研究的不同之处，特别提到了碳纳米点，即结构和光物理特性尚未完全阐明的碳质纳米粒子。还介绍了实验调查的作用。特此，我们希望鼓励读者研究 CND 并应用虚拟化学以获得进一步的见解，从而为新的潜在应用定制这些惊人的系统。使用现代分子模型研究不同尺度的纳米结构，并将其与实验紧密相关。这篇综述重点介绍了从量子化学到中尺度的计算机技术和研究的不同之处，特别提到了碳纳米点，即结构和光物理特性尚未完全阐明的碳质纳米粒子。还介绍了实验调查的作用。特此，我们希望鼓励读者研究 CND 并应用虚拟化学以获得进一步的见解，从而为新的潜在应用定制这些惊人的系统。使用现代分子模型研究不同尺度的纳米结构，并将其与实验紧密相关。这篇综述重点介绍了从量子化学到中尺度的计算机技术和研究的不同之处，特别提到了碳纳米点，即结构和光物理特性尚未完全阐明的碳质纳米粒子。还介绍了实验调查的作用。特此，我们希望鼓励读者研究 CND 并应用虚拟化学以获得进一步的见解，从而为新的潜在应用定制这些惊人的系统。结构和光物理性质尚未完全阐明的碳质纳米粒子。还介绍了实验调查的作用。特此，我们希望鼓励读者研究 CND 并应用虚拟化学以获得进一步的见解，从而为新的潜在应用定制这些惊人的系统。结构和光物理性质尚未完全阐明的碳质纳米粒子。还介绍了实验调查的作用。特此，我们希望鼓励读者研究 CND 并应用虚拟化学以获得进一步的见解，从而为新的潜在应用定制这些惊人的系统。