Hongkongi ülikool on edukalt valmistanud mitmesuguseid teemantosakeste unikaalseid vorme

Dotsent Chu Zhiqini meeskond ja professor Lin Yuani meeskond Hongkongi ülikoolist on teinud välja uue nano nikerdamistehnoloogia, mis kasutab õhu oksüdatsiooni, et saavutada teemantosakeste ulatusliku morfoloogia ja nanostruktuuri ümberkujundamine, mis on edukalt valmistatud mitmesuguste teemantide osakeste unikaalsete vormide valmistamiseks. See tehnoloogia suurendab märkimisväärselt teemantmaterjalide rakenduspotentsiaali mitmes valdkonnas, näiteks optika, kvanttehnoloogia ja infotehnoloogia.

 

Diamond pole mitte ainult ehtetööstuses laialt tuntud, vaid sellel on ka laialdased rakendusalad erinevates valdkondades, nagu elektroonika, optika, termodünaamika ja biomeditsiinid selle ainulaadsete materiaalsete omaduste tõttu, näiteks kõrge kõvadus, kõrge soojusjuhtivus, lai ribalapp ja lairibaühendus, ja lairibal biosobivus. Mikro- ja nanoskaaladel mõjutavad teemantosakeste geomeetriline kuju ja struktuur otseselt nende jõudlust ja rakenduse tõhusust. Teemandi keemilise inertsuse ja äärmiselt kõrge kõvaduse tõttu, samuti olemasoleva sünteesi, ettevalmistamise ja töötlemistehnoloogiate piirangute tõttu on Diamond nanoosakeste ja mikroosakeste valmistamine täpse morfoloogia ja struktuuriga alati seisnud silmitsi paljude väljakutsetega. Seetõttu on teemantosakeste morfoloogiat ja pinnastruktuuri paindlikult kontrollida oluliseks probleemiks, mida materjalid teadlased kiiresti peavad lahendama.

 

Selle probleemiga tegelemiseks on dotsent Chu Zhiqini ja Hongkongi ülikooli professor Lin Yuani meeskonnad pakkunud välja uuendusliku tehnoloogia oma viimases uurimistöös: "Programmeeritav nanokaruv". Arvestades, et teemandiosakestel on erinevad kristalltasandid ja sisemised kristallidefektid ning nendel struktuuridel on erinev reaktsioonivõime, usuvad teadlased, et õhu oksüdatsioon kui lihtne ja otsene meetod suudab saavutada suuremahulise teemantosakeste kuju inseneri, oksüdeerides spetsiifilisi kristallstruktuure selektiivselt . See meetod valib täpselt esialgsed teemandiosakesed (sealhulgas seemned, kristalltasandid ja defektid), ühendab Monte Carlo simulatsiooni, et ennustada spetsiifilisi struktuure, ja töötleb neid sobivates oksüdatsioonitingimustes (näiteks temperatuuri, aja ja hapniku kontsentratsioon), et soovitud saavutada lõpuks soovitud Teemantosakeste ümberkujundamine. Uurimisrühm on edukalt valmistanud mitmesuguseid teemantosakeste ainulaadseid mikrostruktuure, sealhulgas sfäärilisi, keerutatud pinna, koonilisi, ümberpööratud koonilisi, nanofilmi ja poorseid kujusid. Ulatusliku eksperimentaalse kontrolli ja Monte Carlo simulatsiooni kaudu on loodud kujude raamatukogu, et suunata teemantosakeste projekteerimine, tootmine ja praktiline rakendus.

Erinevalt traditsioonilistest füüsilistest või keemilistest töötlemismeetoditest võimaldab see nano nikerdamistehnoloogia teadlastel nanomõõtmetes teemantosakeste morfoloogiat, pinda ja sisemist struktuuri täpselt ümber kujundada, muutes tõhusalt teemantosakeste elektrilisi, optilisi ja muid omadusi, avades laiad väljavaated, avades laiad väljavaated Teemantmaterjalide jaoks uutes rakendusväljades. Näiteks saab optika valdkonnas kasutada tõhusate optiliste seadmetena ümberkujundatud teemantosakesi, kasutades täielikult nende suurepäraseid optilisi omadusi optiliste seadmete jõudluse ja tõhususe suurendamiseks; Resitrünnakuvastases tehnoloogias saab unikaalse kujuga teemantosakesi kasutada, et valmistada rändajatevastaseid silte, suurendades seeläbi toodete turvalisust ja vastamisvastast võimalust. Nende uute teemantosakeste rakendusväljavaated muudavad selle tehnoloogia nanomaterjalides ja mitme välja rakendustes väga uuendusliku tähtsusega.

 

Uurimisrühm usub, et selle nano nikerdamistehnoloogia edu ei anna mitte ainult teemantmaterjalide rakendamisel uut vaatenurka, vaid avab ka uusi ideid ja meetodeid muude nanomaterjalide täpseks kavandamiseks ja rakendamiseks. Samal ajal annab see ka olulisi viiteid seotud tööstuste arendamiseks. Selle tehnoloogia edasise arenguga eeldatakse, et sellel on üha olulisem roll nanotehnoloogia, kvanttehnoloogia ja suure jõudlusega materjalide valdkonnas.