มหาวิทยาลัยฮ่องกงประสบความสำเร็จในการเตรียมอนุภาคเพชรที่ไม่เหมือนใคร

ทีมงานของศาสตราจารย์ชูจีจินและทีมงานของศาสตราจารย์หลินหยวนจากมหาวิทยาลัยฮ่องกงได้เสนอเทคโนโลยีการแกะสลักนาโนใหม่ที่ใช้การออกซิเดชั่นอากาศเพื่อให้ได้สัณฐานวิทยาขนาดใหญ่และโครงสร้างนาโนการปรับรูปร่างของอนุภาคเพชร เทคโนโลยีนี้ช่วยเพิ่มศักยภาพการใช้งานของวัสดุเพชรในหลายสาขาเช่นเลนส์เทคโนโลยีควอนตัมและเทคโนโลยีสารสนเทศ

 

ไดมอนด์ไม่เพียง แต่เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเครื่องประดับเท่านั้น แต่ยังมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางในสาขาต่าง ๆ เช่นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทัศนศาสตร์อุณหพลศาสตร์และชีวการแพทย์เนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์เช่นความแข็งสูงการนำความร้อนสูง ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ที่เครื่องชั่งขนาดเล็กและนาโนรูปร่างทางเรขาคณิตและโครงสร้างของอนุภาคเพชรส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงานและประสิทธิภาพการใช้งานของพวกเขา อย่างไรก็ตามเนื่องจากความเฉื่อยชาของสารเคมีและความแข็งสูงของเพชรรวมถึงข้อ จำกัด ของการสังเคราะห์ที่มีอยู่การเตรียมและเทคโนโลยีการประมวลผลการเตรียมอนุภาคนาโนเพชรและอนุภาคขนาดเล็กที่มีสัณฐานวิทยาและโครงสร้างที่แม่นยำได้เผชิญกับความท้าทายมากมาย ดังนั้นวิธีการควบคุมสัณฐานวิทยาและโครงสร้างพื้นผิวของอนุภาคเพชรได้กลายเป็นปัญหาสำคัญที่นักวิทยาศาสตร์วัสดุจำเป็นต้องแก้ปัญหาอย่างเร่งด่วน

 

เพื่อแก้ไขปัญหานี้ทีมงานของศาสตราจารย์ชูจีจินและศาสตราจารย์หลินหยวนจากมหาวิทยาลัยฮ่องกงได้เสนอเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรมในการวิจัยล่าสุดของพวกเขา: "nanocarving ที่ตั้งโปรแกรมได้" เมื่อพิจารณาว่าอนุภาคเพชรมีระนาบคริสตัลที่แตกต่างกันและข้อบกพร่องของผลึกภายในและโครงสร้างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงระดับการเกิดปฏิกิริยาที่แตกต่างกันนักวิจัยเชื่อว่าการเกิดออกซิเดชันของอากาศเป็นวิธีที่ง่ายและตรงไปตรงมา . วิธีนี้เลือกอนุภาคเพชรเริ่มต้นได้อย่างถูกต้อง (รวมถึงเมล็ดระนาบคริสตัลและข้อบกพร่อง) รวมการจำลองมอนติคาร์โลเพื่อทำนายโครงสร้างที่เฉพาะเจาะจงและประมวลผลภายใต้เงื่อนไขการออกซิเดชั่นที่เหมาะสม (เช่นอุณหภูมิเวลาและความเข้มข้นของออกซิเจน) การปรับเปลี่ยนอนุภาคเพชร ทีมวิจัยประสบความสำเร็จในการเตรียมโครงสร้างจุลภาคที่ไม่เหมือนใครของอนุภาคเพชรรวมถึงพื้นผิวทรงกลม, รูปกรวย, รูปกรวย, nanoflower, และรูปร่างที่มีรูพรุน ผ่านการตรวจสอบการทดลองอย่างกว้างขวางและการจำลอง Monte Carlo ห้องสมุดรูปร่างได้รับการจัดตั้งขึ้นเพื่อเป็นแนวทางในการออกแบบการผลิตและการพัฒนาแอปพลิเคชันในทางปฏิบัติของอนุภาคเพชร

ซึ่งแตกต่างจากวิธีการประมวลผลทางกายภาพหรือทางเคมีแบบดั้งเดิมเทคโนโลยีการแกะสลักนาโนนี้ช่วยให้นักวิจัยสามารถปรับเปลี่ยนสัณฐานวิทยาพื้นผิวและโครงสร้างภายในของอนุภาคเพชรได้อย่างแม่นยำในระดับนาโน สำหรับวัสดุเพชรในสาขาแอปพลิเคชันใหม่ ตัวอย่างเช่นในด้านทัศนศาสตร์อนุภาคเพชรที่เปลี่ยนรูปสามารถใช้เป็นอุปกรณ์ออพติคอลที่มีประสิทธิภาพโดยใช้คุณสมบัติทางแสงที่ยอดเยี่ยมอย่างเต็มที่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของอุปกรณ์ออพติคอล ในเทคโนโลยีต่อต้านการปลอมแปลงอนุภาคเพชรรูปทรงที่ไม่เหมือนใครสามารถใช้ในการผลิตฉลากต่อต้านการปลอมแปลงได้ยากซึ่งจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยและความสามารถในการต่อต้านการปลอมแปลงของผลิตภัณฑ์ โอกาสในการใช้งานของอนุภาคเพชรใหม่เหล่านี้ทำให้เทคโนโลยีนี้มีความสำคัญอย่างมากในนวัตกรรมในวัสดุนาโนและการใช้งานที่หลากหลาย

 

ทีมวิจัยเชื่อว่าความสำเร็จของเทคโนโลยีการแกะสลักนาโนนี้ไม่เพียง แต่ให้มุมมองใหม่สำหรับการประยุกต์ใช้วัสดุเพชร แต่ยังเปิดแนวคิดและวิธีการใหม่ ๆ สำหรับการออกแบบที่แม่นยำและการประยุกต์ใช้วัสดุนาโนอื่น ๆ ในขณะเดียวกันก็จะให้การอ้างอิงที่สำคัญสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง ด้วยการพัฒนาต่อไปของเทคโนโลยีนี้คาดว่าจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในสาขานาโนเทคโนโลยีเทคโนโลยีควอนตัมและวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูง