University of Hong Kong har med succes forberedt forskellige unikke former for diamantpartikler

Lektor Chu Zhiqins team og professor Lin Yuans team fra University of Hong Kong har foreslået en ny nano-udskæringsteknologi, der bruger luftoxidation til at opnå storskala morfologi og nanostruktur omformning af diamantpartikler, hvilket med succes forbereder forskellige unikke former for diamantpartikler. Denne teknologi forbedrer anvendelsen af ​​diamantmaterialer markant inden for flere felter, såsom optik, kvanteteknologi og informationsteknologi.

 

Diamond er ikke kun bredt kendt i smykkebranchen, men har også brede applikationsudsigter inden for forskellige felter såsom elektronik, optik, termodynamik og biomedicinsk på grund af dets unikke materialegenskaber, såsom høj hårdhed, høj termisk ledningsevne, bred båndgap og Biokompatibilitet. Ved mikro- og nano -skalaerne påvirker den geometriske form og struktur af diamantpartikler direkte deres ydeevne og applikationseffektivitet. På grund af den kemiske inertitet og ekstremt høj hårdhed af diamant såvel som begrænsningerne i eksisterende syntese, fremstilling og forarbejdningsteknologier har fremstillingen af ​​diamantnanopartikler og mikropartikler med præcis morfologi og struktur altid været udsat for mange udfordringer. Derfor er hvordan man fleksibelt kontrollerer morfologien og overfladestrukturen af ​​diamantpartikler blevet et vigtigt spørgsmål, som materialer, som forskere presserende har brug for at løse.

 

For at løse dette spørgsmål har holdene af lektor Chu Zhiqin og professor Lin Yuan fra University of Hong Kong foreslået en innovativ teknologi i deres seneste forskning: "Programmerbar nanocarving". I betragtning af at diamantpartikler har forskellige krystalfly og interne krystaldefekter, og disse strukturer udviser forskellige grader af reaktivitet, mener forskere, at luftoxidation, som en enkel og direkte metode, kan opnå storskala diamantpartikelformteknik ved selektivt at oxidere specifikke krystalstrukturer . Denne metode vælger nøjagtigt indledende diamantpartikler (inklusive frø, krystalfly og defekter), kombinerer Monte Carlo -simulering for at forudsige specifikke strukturer og behandler dem under passende oxidationsbetingelser (såsom temperatur, tid og iltkoncentration) for i sidste ende at opnå det ønskede Omformning af diamantpartikler. Forskningsteamet har med succes forberedt forskellige unikke mikrostrukturer af diamantpartikler, herunder sfærisk, snoet overflade, konisk, omvendt konisk, nanoflower og porøse former. Gennem omfattende eksperimentel verifikation og Monte Carlo -simulering er der etableret et formbibliotek for at vejlede design, fremstilling og praktisk anvendelse af diamantpartikler.

I modsætning til traditionelle fysiske eller kemiske behandlingsmetoder gør denne nano -udskæringsteknologi det muligt for forskere nøjagtigt at omforme morfologien, overfladen og den indre struktur af diamantpartikler ved nanoskalaen, hvilket effektivt ændrer de elektriske, optiske og andre egenskaber ved diamantpartikler, der åbner brede udsigter Til diamantmaterialer i nye applikationsfelter. I området optik kan omformede diamantpartikler for eksempel bruges som effektive optiske enheder, hvilket fuldt ud bruger deres fremragende optiske egenskaber til at forbedre ydelsen og effektiviteten af ​​optiske enheder; I anti-counterfeiting-teknologi kan unikke formede diamantpartikler bruges til at fremstille vanskelige at replikere anti-counterfeiting-etiketter og derved forbedre produkternes sikkerhed og anti-counterfjening. Applikationsudsigterne for disse nye diamantpartikler gør denne teknologi med stor innovativ betydning i nanomaterialer og multifeltapplikationer.

 

Forskningsteamet mener, at succesen med denne Nano -udskæringsteknologi ikke kun giver et nyt perspektiv til anvendelse af diamantmaterialer, men også åbner nye ideer og metoder til den nøjagtige design og anvendelse af andre nano -materialer. På samme tid vil det også give vigtige referencer til udvikling af relaterede industrier. Med den videre udvikling af denne teknologi forventes det at spille en stadig vigtigere rolle inden for nanoteknologi, kvanteteknologi og højtydende materialer.