Universiti Hong Kong telah berjaya menyediakan pelbagai bentuk zarah berlian yang unik

Pasukan Profesor Madya Chu Zhiqin dan pasukan Profesor Lin Yuan dari University of Hong Kong telah mencadangkan teknologi ukiran nano baru yang menggunakan pengoksidaan udara untuk mencapai morfologi berskala besar dan nanostruktur yang membentuk semula zarah berlian, berjaya menyediakan pelbagai bentuk zarah berlian. Teknologi ini meningkatkan potensi aplikasi bahan berlian dalam pelbagai bidang seperti optik, teknologi kuantum, dan teknologi maklumat.

 

Diamond bukan sahaja diketahui secara meluas dalam industri perhiasan, tetapi juga mempunyai prospek aplikasi yang luas dalam pelbagai bidang seperti elektronik, optik, termodinamik, dan bioperubatan kerana sifat bahan yang unik, seperti kekerasan yang tinggi, kekonduksian terma yang tinggi, bandgap yang luas, dan biokompatibiliti. Pada skala mikro dan nano, bentuk geometri dan struktur zarah berlian secara langsung mempengaruhi prestasi dan keberkesanan aplikasi mereka. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh keterampilan kimia dan kekerasan berlian yang sangat tinggi, serta batasan sintesis, penyediaan, dan teknologi pemprosesan yang sedia ada, penyediaan nanopartikel berlian dan mikropartikel dengan morfologi dan struktur yang tepat selalu menghadapi banyak cabaran. Oleh itu, bagaimana untuk mengawal morfologi dan struktur permukaan zarah berlian telah menjadi isu penting yang saintis bahan -bahan perlu diselesaikan dengan segera.

 

Untuk menangani isu ini, pasukan Profesor Madya Chu Zhiqin dan Profesor Lin Yuan dari University of Hong Kong telah mencadangkan teknologi inovatif dalam penyelidikan terbaru mereka: "nanocarving yang boleh diprogramkan". Memandangkan zarah berlian mempunyai pesawat kristal yang berbeza dan kecacatan kristal dalaman, dan struktur ini mempamerkan pelbagai tahap kereaktifan, penyelidik percaya bahawa pengoksidaan udara, sebagai kaedah yang mudah dan langsung, dapat mencapai kejuruteraan bentuk zarah berlian berskala besar dengan mengoksidakan secara selektif struktur kristal tertentu secara selektif pengoksidaan . Kaedah ini dengan tepat memilih zarah berlian awal (termasuk biji, pesawat kristal, dan kecacatan), menggabungkan simulasi Monte Carlo untuk meramalkan struktur tertentu, dan memprosesnya di bawah keadaan pengoksidaan yang sesuai (seperti suhu, masa, dan kepekatan oksigen) untuk akhirnya mencapai yang dikehendaki membentuk semula zarah berlian. Pasukan penyelidikan telah berjaya menyediakan pelbagai mikrostruktur yang unik dari zarah berlian, termasuk permukaan sfera, berpintal, kerucut, conical terbalik, nanoflower, dan bentuk berliang. Melalui pengesahan eksperimen yang luas dan simulasi Monte Carlo, perpustakaan bentuk telah ditubuhkan untuk membimbing reka bentuk, pembuatan, dan pembangunan aplikasi praktikal zarah berlian.

Tidak seperti kaedah pemprosesan fizikal atau kimia tradisional, teknologi ukiran nano ini membolehkan para penyelidik untuk membentuk semula morfologi, permukaan, dan struktur dalaman zarah berlian di nanoscale, dengan berkesan mengubah sifat -sifat elektrik, optik, dan lain -lain zarah berlian, membuka prospek yang luas untuk bahan berlian dalam bidang aplikasi baru. Sebagai contoh, dalam bidang optik, zarah berlian semula boleh digunakan sebagai peranti optik yang cekap, menggunakan sepenuhnya sifat optik mereka yang sangat baik untuk meningkatkan prestasi dan kecekapan peranti optik; Dalam teknologi anti-pemalsuan, zarah berlian berbentuk unik boleh digunakan untuk mengeluarkan sukar untuk meniru label anti-pemalsuan, dengan itu meningkatkan keupayaan keselamatan dan pemalsuan produk. Prospek aplikasi zarah berlian baru ini menjadikan teknologi ini mempunyai kepentingan inovatif yang hebat dalam aplikasi nanomaterials dan pelbagai bidang.

 

Pasukan penyelidikan percaya bahawa kejayaan teknologi ukiran nano ini bukan sahaja memberikan perspektif baru untuk penggunaan bahan berlian, tetapi juga membuka idea dan kaedah baru untuk reka bentuk dan penggunaan bahan -bahan nano yang tepat. Pada masa yang sama, ia juga akan memberikan rujukan penting untuk pembangunan industri yang berkaitan. Dengan perkembangan teknologi ini, ia dijangka memainkan peranan yang semakin penting dalam bidang nanoteknologi, teknologi kuantum, dan bahan berprestasi tinggi.