Hongkonská univerzita úspešne pripravila rôzne jedinečné formy diamantových častíc

Tím docenta Chu Zhiqin a tím profesora Lin Yuan z University of Hongkong navrhli novú technológiu Nano Carving, ktorá využíva oxidáciu vzduchu na dosiahnutie rozsiahlej morfológie a nanoštruktúry pretvárania diamantových častíc, ktorá úspešne pripravuje rôzne jedinečné formy diamantových častíc. Táto technológia výrazne zvyšuje potenciál aplikačného materiálu vo viacerých oblastiach, ako sú optika, kvantová technológia a informačné technológie.

 

Diamond je nielen všeobecne známy v šperkovom priemysle, ale má aj široké vyhliadky na aplikáciu v rôznych oblastiach, ako je elektronika, optika, termodynamika a biomedicínsky kvôli svojim jedinečným materiálom, ako je vysoká tvrdosť, vysoká tepelná vodivosť, široký pás a široký pás. biokompatibilita. V mikro a nano stupniciach, geometrický tvar a štruktúra diamantových častíc priamo ovplyvňujú ich výkonnosť a účinnosť aplikácie. Avšak kvôli chemickej inerte a extrémne vysokej tvrdosti diamantu, ako aj obmedzeniami existujúcej syntézy, prípravy a technológií spracovania, príprava diamantových nanočastíc a mikročastíc s presnou morfológiou a štruktúrou vždy čelí mnohým výzvam. Preto, ako flexibilne ovládať morfológiu a povrchovú štruktúru diamantových častíc, sa stala dôležitým problémom, ktorý vedci materiálov naliehavo potrebujú vyriešiť.

 

Na vyriešenie tohto problému tímy docenta Chu Zhiqin a profesor Lin Yuan z University of Hongkong navrhli vo svojom najnovšom výskume inovatívnu technológiu: „programovateľné nanokarovanie“. Vzhľadom na to, že diamantové častice majú rôzne kryštalické roviny a defekty vnútorných kryštálov a tieto štruktúry vykazujú rôzne stupne reaktivity, vedci sa domnievajú, že oxidácia vzduchu, ako jednoduchá a priama metóda, môže dosiahnuť rozsiahle diamantové tvarové častice techniky . Táto metóda presne vyberie počiatočné diamantové častice (vrátane semien, kryštálových rovín a defektov), ​​kombinuje simuláciu Monte Carlo na predpovedanie špecifických štruktúr a spracováva ich za vhodných oxidačných podmienok (ako je teplota, čas a koncentrácia kyslíka) Pretvorenie diamantových častíc. Výskumný tím úspešne pripravil rôzne jedinečné mikroštruktúry diamantových častíc, vrátane sférického, skrúteného povrchu, kužeľového, obráteného kužeľového, nanofloweru a poréznych tvarov. Prostredníctvom rozsiahleho experimentálneho overenia a simulácie Monte Carlo bola vytvorená knižnica tvarov, ktorá usmerňuje dizajn, výrobu a praktický vývoj diamantových častíc.

Na rozdiel od tradičných metód fyzikálneho alebo chemického spracovania, táto technológia Nano Carving, umožňuje výskumným pracovníkom presne pretvoriť morfológiu, povrch a vnútornú štruktúru diamantových častíc v nanomale, čím účinne mení elektrické, optické a iné vlastnosti diamantových častíc, otvárajú sa široké vyhliadky Pre diamantové materiály v nových aplikačných poliach. Napríklad v oblasti optiky sa môžu pretvorené diamantové častice použiť ako účinné optické zariadenia, ktoré plne využívajú svoje vynikajúce optické vlastnosti na zvýšenie výkonnosti a účinnosti optických zariadení; V technológii anti-counterfeitingu môžu byť jedinečné tvarované diamantové častice použité na výrobu ťažko replikovania štítkov proti predávaniu, čím sa zvyšuje bezpečnostné a protichodné schopnosti výrobkov. Vyhliadky na aplikáciu týchto nových diamantových častíc robia túto technológiu veľkého inovatívneho významu v nanomateriáloch a viacerých poľných aplikáciách.

 

Výskumný tím sa domnieva, že úspech tejto technológie Nano Carvingovej technológie poskytuje nielen nový pohľad na aplikáciu diamantových materiálov, ale tiež otvára nové nápady a metódy presného dizajnu a uplatňovania iných nano materiálov. Zároveň poskytne tiež dôležité odkazy na rozvoj súvisiacich odvetví. S ďalším vývojom tejto technológie sa očakáva, že bude hrať čoraz dôležitejšiu úlohu v oblasti nanotechnológie, kvantovej technológie a vysokovýkonných materiálov.