La Universidad de Hong Kong ha preparado con éxito varias formas únicas de partículas de diamantes.

El equipo del profesor asociado Chu Zhiqin y el equipo del profesor Lin Yuan de la Universidad de Hong Kong han propuesto una nueva tecnología de tallado nano que utiliza la oxidación del aire para lograr la morfología a gran escala y la remodelación de la nanoestructura de las partículas de diamantes, preparando con éxito varias formas únicas de partículas de diamantes. Esta tecnología mejora significativamente el potencial de aplicación de los materiales de diamantes en múltiples campos, como óptica, tecnología cuántica y tecnología de la información.

 

Diamond no solo es ampliamente conocido en la industria de la joyería, sino que también tiene amplias perspectivas de aplicación en varios campos, como electrónica, óptica, termodinámica y biomédica debido a sus propiedades únicas de materiales, como alta dureza, conductividad térmica, banda ancha y ancha y amplia. Biocompatibilidad. En las escamas micro y nano, la forma geométrica y la estructura de las partículas de diamantes afectan directamente su rendimiento y efectividad de la aplicación. Sin embargo, debido a la inercia química y la dureza extremadamente alta del diamante, así como las limitaciones de la síntesis, la preparación y las tecnologías de procesamiento existentes, la preparación de nanopartículas de diamantes y micropartículas con morfología y estructura precisas siempre ha enfrentado muchos desafíos. Por lo tanto, cómo controlar de manera flexible la morfología y la estructura de la superficie de las partículas de diamantes se ha convertido en un tema importante que los científicos de materiales necesitan resolver urgentemente.

 

Para abordar este problema, los equipos del profesor asociado Chu Zhiqin y el profesor Lin Yuan de la Universidad de Hong Kong han propuesto una tecnología innovadora en su última investigación: "nanocarcación programable". Teniendo en cuenta que las partículas de diamantes tienen diferentes planos de cristal y defectos de cristal internos, y estas estructuras exhiben diversos grados de reactividad, los investigadores creen que la oxidación del aire, como un método simple y directo, puede lograr una ingeniería de forma de partículas de diamantes a gran escala mediante la oxidación de estructuras de cristal específicas selectivas . Este método selecciona con precisión las partículas de diamantes iniciales (incluidas las semillas, los planos de cristal y los defectos), combina la simulación de Monte Carlo para predecir estructuras específicas y las procesa en condiciones de oxidación apropiadas (como la temperatura, el tiempo y la concentración de oxígeno) para finalmente lograr las deseadas deseadas remodelación de partículas de diamantes. El equipo de investigación ha preparado con éxito varias microestructuras únicas de partículas de diamantes, incluidas formas esféricas, retorcidas, cónicas, cónicas invertidas, nanoflotas y formas porosas. A través de una amplia verificación experimental y simulación de Monte Carlo, se ha establecido una biblioteca de formas para guiar el diseño, la fabricación y el desarrollo práctico de aplicaciones de partículas de diamantes.

A diferencia de los métodos tradicionales de procesamiento físico o químico, esta tecnología de tallado nano permite a los investigadores remodelar con precisión la morfología, la superficie y la estructura interna de las partículas de diamantes a la nanoescala, cambiando efectivamente las propiedades eléctricas, ópticas y de otras partículas de diamantes, abriendo prospectos amplios Para materiales de diamantes en nuevos campos de aplicación. Por ejemplo, en el campo de la óptica, las partículas de diamantes remodeladas pueden usarse como dispositivos ópticos eficientes, utilizando completamente sus excelentes propiedades ópticas para mejorar el rendimiento y la eficiencia de los dispositivos ópticos; En la tecnología anti-cuenta de faseos, las partículas de diamantes de forma única se pueden usar para fabricar etiquetas difíciles de replicar las etiquetas contra la faseña, lo que mejora las capacidades de seguridad y antigüedades de los productos. Las perspectivas de aplicaciones de estas nuevas partículas de diamantes hacen que esta tecnología de gran importancia innovadora en nanomateriales y aplicaciones de múltiples campos.

 

El equipo de investigación cree que el éxito de esta tecnología de tallado nano no solo proporciona una nueva perspectiva para la aplicación de materiales de diamantes, sino que también abre nuevas ideas y métodos para el diseño preciso y la aplicación de otros materiales nano. Al mismo tiempo, también proporcionará referencias importantes para el desarrollo de industrias relacionadas. Con el desarrollo adicional de esta tecnología, se espera que juegue un papel cada vez más importante en los campos de la nanotecnología, la tecnología cuántica y los materiales de alto rendimiento.