دانشگاه هنگ کنگ با موفقیت اشکال منحصر به فردی از ذرات الماس تهیه کرده است

تیم دانشیار چو ژیقین و تیم استاد لین یوان از دانشگاه هنگ کنگ یک فناوری جدید حک کردن نانو را پیشنهاد کرده اند که از اکسیداسیون هوا برای دستیابی به مورفولوژی در مقیاس بزرگ و تغییر شکل مجدد ذرات الماس استفاده می کند ، با موفقیت با تهیه اشکال مختلف منحصر به فرد از ذرات الماس. این فناوری به طور قابل توجهی پتانسیل کاربرد مواد الماس را در زمینه های مختلف مانند اپتیک ، فناوری کوانتومی و فناوری اطلاعات افزایش می دهد.

 

الماس نه تنها در صنعت جواهرات به طور گسترده ای شناخته شده است ، بلکه چشم انداز کاربردهای گسترده ای در زمینه های مختلف مانند الکترونیک ، اپتیک ، ترمودینامیک و زیست پزشکی به دلیل خاصیت مواد منحصر به فرد آن مانند سختی بالا ، هدایت حرارتی بالا ، باند گسترده و گسترده و باند وسیع و گسترده است. زیست سازگاری در مقیاس های میکرو و نانو ، شکل هندسی و ساختار ذرات الماس به طور مستقیم بر عملکرد و اثربخشی کاربرد آنها تأثیر می گذارد. با این حال ، به دلیل عدم تحرک شیمیایی و سختی بسیار زیاد الماس و همچنین محدودیت های موجود در سنتز ، آماده سازی و پردازش موجود ، تهیه نانوذرات الماس و ریزگردها با مورفولوژی و ساختار دقیق همواره با چالش های بسیاری روبرو بوده است. بنابراین ، چگونگی کنترل انعطاف پذیر مورفولوژی و ساختار سطحی ذرات الماس به یک مسئله مهم تبدیل شده است که دانشمندان به طور فوری برای حل آنها نیاز دارند.

 

برای رسیدگی به این مسئله ، تیم های استادیار چو ژیقین و پروفسور لین یوان از دانشگاه هنگ کنگ در آخرین تحقیقات خود یک فناوری نوآورانه ارائه داده اند: "نانوذرات قابل برنامه ریزی". با توجه به اینکه ذرات الماس دارای هواپیماهای کریستالی مختلف و نقص کریستالی داخلی هستند و این ساختارها درجات مختلفی از واکنش پذیری را نشان می دهند ، محققان معتقدند که اکسیداسیون هوا ، به عنوان یک روش ساده و مستقیم ، می تواند با اکسیداسیون ساختارهای کریستالی خاص به مهندسی شکل ذرات الماس در مقیاس بزرگ برسد. بشر این روش به طور دقیق ذرات الماس اولیه (از جمله دانه ها ، هواپیماهای کریستالی و نقص) را انتخاب می کند ، شبیه سازی مونت کارلو را برای پیش بینی ساختارهای خاص ترکیب می کند و آنها را در شرایط اکسیداسیون مناسب (مانند دما ، زمان و غلظت اکسیژن) پردازش می کند تا در نهایت به مطلوب برسد. تغییر شکل ذرات الماس. تیم تحقیقاتی با موفقیت ریزساختارهای منحصر به فرد ذرات الماس ، از جمله کروی ، سطح پیچ خورده ، مخروطی مخروطی ، نانوال قدرت و شکل های متخلخل را با موفقیت تهیه کرده است. از طریق تأیید تجربی گسترده و شبیه سازی مونت کارلو ، یک کتابخانه شکل برای هدایت طراحی ، ساخت و کاربرد عملی ذرات الماس ایجاد شده است.

بر خلاف روشهای سنتی پردازش فیزیکی یا شیمیایی ، این فناوری حک شده نانو محققان را قادر می سازد تا به طور دقیق مورفولوژی ، سطح و ساختار داخلی ذرات الماس را در نانو تغییر شکل دهند ، به طور مؤثر در حال تغییر الکتریکی ، نوری و سایر خصوصیات ذرات الماس ، باز کردن چشم اندازهای گسترده برای مواد الماس در زمینه های برنامه جدید. به عنوان مثال ، در زمینه اپتیک ، ذرات الماس تغییر شکل می تواند به عنوان دستگاه های نوری کارآمد مورد استفاده قرار گیرد ، و به طور کامل از خواص نوری عالی آنها برای افزایش عملکرد و کارآیی دستگاه های نوری استفاده می شود. در فناوری ضد جعل ، از ذرات الماس منحصر به فرد می توان برای تولید دشوار برای تکثیر برچسب های ضد جعلی استفاده کرد و از این طریق قابلیت های امنیتی و ضد جعل محصولات را تقویت می کند. چشم انداز کاربرد این ذرات الماس جدید این فناوری را از اهمیت نوآورانه ای در نانومواد و برنامه های چند زمینه ای استفاده می کند.

 

تیم تحقیقاتی معتقد است که موفقیت این فناوری حکاکی نانو نه تنها چشم انداز جدیدی را برای استفاده از مواد الماس فراهم می کند ، بلکه ایده ها و روش های جدیدی را برای طراحی دقیق و کاربرد سایر مواد نانو باز می کند. در عین حال ، همچنین منابع مهمی را برای توسعه صنایع مرتبط ارائه می دهد. با توسعه بیشتر این فناوری ، انتظار می رود نقش مهمی در زمینه های فناوری نانو ، فناوری کوانتومی و مواد با کارایی بالا ایفا کند.