A Hongkongi Egyetem sikeresen elkészítette a gyémánt részecskék különféle egyedi formáit

Chu Zhiqin egyetemi docens és Lin Yuan professzor csapata a Hongkongi Egyetemen egy új nano-faragási technológiát javasolt, amely a levegő-oxidációt alkalmazza a gyémánt részecskék nagyszabású morfológiájának és nanostruktúra-átalakításának eléréséhez, a gyémántrészecskék különféle egyedi formáinak sikeres előállításához. Ez a technológia jelentősen javítja a gyémánt anyagok alkalmazási potenciálját több területen, mint például az optika, a kvantumtechnika és az információs technológia.

 

A gyémánt nemcsak az ékszeriparban széles körben ismert, hanem széles körű alkalmazási kilátásokkal is rendelkezik különféle területeken, például az elektronika, az optika, biokompatibilitás. A mikro- és nano mérlegeknél a gyémántrészecskék geometriai alakja és szerkezete közvetlenül befolyásolja azok teljesítményét és alkalmazásának hatékonyságát. A kémiai tehetetlenség és a gyémánt rendkívül magas keménysége, valamint a meglévő szintézis, előkészítés és feldolgozási technológiák korlátozásai miatt azonban a gyémánt nanorészecskék és a pontos morfológiával és felépítésű mikrorészecskék előkészítése mindig sok kihívással szembesült. Ezért a gyémántrészecskék morfológiájának és felületi szerkezetének rugalmasan történő szabályozása fontos kérdéssé vált, amelyet az anyagok tudósainak sürgősen meg kell oldaniuk.

 

Ennek a kérdésnek a kezelése érdekében Chu Zhiqin egyetemi docens és Lin Yuan professzor a Hongkongi Egyetemen innovatív technológiát javasolt legújabb kutatásaikban: "Programozható nanokarving". Tekintettel arra, hogy a gyémánt részecskéknek eltérő kristály sík és belső kristályhibák vannak, és ezek a struktúrák eltérő mértékű reakcióképességet mutatnak, a kutatók úgy vélik, hogy a levegő-oxidáció, mint egyszerű és közvetlen módszer, nagyméretű gyémántrészecske-tervezéssel érheti el a specifikus kristályszerkezetek szelektív oxidálásával történő szelektív oxidálásával. - Ez a módszer pontosan kiválasztja a kezdeti gyémánt részecskéket (beleértve a magvakat, a kristály síkokat és a hibákat), egyesíti a Monte Carlo szimulációt a specifikus szerkezetek előrejelzésére, és feldolgozza azokat megfelelő oxidációs körülmények között (például hőmérséklet, idő és oxigénkoncentráció), hogy végül elérjék a kívánt kívántokat A gyémánt részecskék átalakítása. A kutatócsoport sikeresen elkészítette a gyémántrészecskék különféle egyedi mikroszerkezeteit, beleértve a gömb alakú, csavart felületet, kúpos, fordított kúpos, nanoflower és porózus formákat. A kiterjedt kísérleti ellenőrzés és a Monte Carlo szimuláció révén alakkönyvtárat hoztak létre a gyémánt részecskék tervezésének, gyártásának és gyakorlati alkalmazásának fejlesztésére.

A hagyományos fizikai vagy kémiai feldolgozási módszerekkel ellentétben ez a nano -faragási technológia lehetővé teszi a kutatók számára, hogy a gyémántrészecskék morfológiáját, felületét és belső struktúráját pontosan átalakítsák a nanoskálán, amely hatékonyan megváltoztatja a gyémánt részecskék elektromos, optikai és egyéb tulajdonságait, széles körű kilátásokat nyitva. Gyémánt anyagokhoz az új alkalmazási mezőkben. Például az optika területén az átalakított gyémánt részecskék hatékony optikai eszközként használhatók, teljes mértékben felhasználva kiváló optikai tulajdonságaikat az optikai eszközök teljesítményének és hatékonyságának javítása érdekében; A címzett technológiában az egyedi alakú gyémántrészecskék felhasználhatók a nehezen megismételhető címkék megismétlésére, ezáltal javítva a termékek biztonságát és a nyilatkozatellenes képességeket. Ezen új gyémánt részecskék alkalmazási kilátásai miatt ez a technológia nagy innovatív jelentőséggel bír a nanoanyagok és a többtéri alkalmazásokban.

 

A kutatócsoport úgy véli, hogy ennek a nano -faragási technológiának a sikere nemcsak új perspektívát biztosít a gyémánt anyagok alkalmazásához, hanem új ötleteket és módszereket is megnyit a többi nano anyag pontos tervezéséhez és alkalmazásához. Ugyanakkor fontos hivatkozásokat is nyújt a kapcsolódó iparágak fejlesztéséhez. Ennek a technológiának a továbbfejlesztésével várhatóan egyre fontosabb szerepet játszik a nanotechnológia, a kvantumtechnika és a nagy teljesítményű anyagok területén.