Universitatea din Hong Kong a pregătit cu succes diverse forme unice de particule de diamant

Echipa profesorului asociat Chu Zhiqin și echipa profesorului Lin Yuan de la Universitatea din Hong Kong au propus o nouă tehnologie de sculptură Nano care utilizează oxidarea aerului pentru a obține morfologie pe scară largă și remodelarea nanostructurii de particule de diamant, pregătind cu succes diverse forme unice de particule de diamante. Această tehnologie îmbunătățește semnificativ potențialul de aplicare a materialelor cu diamante în mai multe domenii, cum ar fi optica, tehnologia cuantică și tehnologia informației.

 

Diamantul nu este cunoscut doar în industria bijuteriilor, dar are și perspective de aplicare largi în diverse domenii precum electronică, optică, termodinamică și biomedicale datorită proprietăților sale unice de material, cum ar fi duritate ridicată, conductivitate termică ridicată, bandă largă și Biocompatibilitate. La scările micro și nano, forma și structura geometrică a particulelor de diamant afectează în mod direct performanța și eficacitatea aplicării acestora. Cu toate acestea, datorită inertității chimice și a durității extrem de mari a diamantului, precum și a limitărilor tehnologiilor de sinteză, preparare și prelucrare existente, pregătirea nanoparticulelor de diamant și microparticulelor cu morfologie și structură precise s -a confruntat întotdeauna cu multe provocări. Prin urmare, modul de a controla flexibil morfologia și structura de suprafață a particulelor de diamant a devenit o problemă importantă pe care oamenii de știință din materiale trebuie să o rezolve urgent.

 

Pentru a rezolva această problemă, echipele profesorului asociat Chu Zhiqin și profesorul Lin Yuan de la Universitatea din Hong Kong au propus o tehnologie inovatoare în ultimele lor cercetări: „Nanocarving programabil”. Considering that diamond particles have different crystal planes and internal crystal defects, and these structures exhibit varying degrees of reactivity, researchers believe that air oxidation, as a simple and direct method, can achieve large-scale diamond particle shape engineering by selectively oxidizing specific crystal structures . Această metodă selectează cu exactitate particulele inițiale de diamant (inclusiv semințele, planurile de cristal și defectele), combină simularea Monte Carlo pentru a prezice structuri specifice și le procesează în condiții de oxidare adecvate (cum ar fi temperatura, timpul și concentrația de oxigen) pentru a obține în final în cele din urmă dorit dorit Remodelarea particulelor de diamant. Echipa de cercetare a pregătit cu succes diverse microstructuri unice ale particulelor de diamant, incluzând forme sferice, răsucite, conice, conice inversate, nanoflower și poroase. Prin verificarea experimentală extinsă și simularea Monte Carlo, a fost stabilită o bibliotecă de forme pentru a ghida dezvoltarea proiectării, fabricării și aplicării practice a particulelor de diamant.

Spre deosebire de metodele tradiționale de procesare fizică sau chimică, această tehnologie de sculptură Nano permite cercetătorilor să modeleze cu exactitate morfologia, suprafața și structura internă a particulelor de diamant la nano -scală, schimbând eficient proprietățile electrice, optice și alte particule de diamant, deschizând perspective largi pentru materiale cu diamante în câmpuri de aplicație noi. De exemplu, în domeniul opticii, particulele de diamant redimensionate pot fi utilizate ca dispozitive optice eficiente, folosind pe deplin proprietățile lor optice excelente pentru a îmbunătăți performanța și eficiența dispozitivelor optice; În tehnologia anti-concurență, particulele de diamant în formă unică pot fi utilizate pentru a produce etichete dificil de reprodus anti-concurență, sporind astfel capacitățile de securitate și anti-contrafacere ale produselor. Perspectivele de aplicare ale acestor noi particule de diamant fac ca această tehnologie să fie o mare semnificație inovatoare în nanomateriale și aplicații cu mai multe câmpuri.

 

Echipa de cercetare consideră că succesul acestei tehnologii de sculptură Nano nu numai că oferă o nouă perspectivă pentru aplicarea materialelor cu diamante, dar deschide și idei și metode noi pentru proiectarea și aplicarea precisă a altor materiale Nano. În același timp, va oferi, de asemenea, referințe importante pentru dezvoltarea industriilor conexe. Odată cu dezvoltarea ulterioară a acestei tehnologii, este de așteptat să joace un rol din ce în ce mai important în domeniile nanotehnologiei, tehnologiei cuantice și materialelor de înaltă performanță.