Três anéis de vidro da artista Karen Cunningham. A luz colorida revela a linha interna do diamante usado na obra de arte. Crédito:Michael Haines Photography
Quando a sopradora de vidro de Adelaide, Karen Cunningham, fez arte usando diamante e vidro, ela não tinha ideia de que isso inspiraria um novo tipo de material híbrido. Agora um consórcio de cientistas, incluindo da RMIT University e University of Adelaide, está usando a tecnologia para fazer uma nova classe de sensores quânticos.
O estudo publicado em Materiais APL revela como sensores de diamante de alto desempenho podem ser feitos usando fibras de vidro convencionais.
Ao incorporar partículas de diamante em escala mícron dentro da seção transversal de uma fibra de vidro de silicato, a equipe demonstrou o uso de um material de fibra robusto capaz de detectar campos magnéticos.
O autor principal do estudo e Dr. Dongbi Bai da RMIT School of Science disse que foi uma conquista emocionante que abriu a porta para muitas aplicações em monitoramento subaquático, mineração e além.
"Isso nos permite fazer redes de sensores quânticos baratos que são capazes de monitorar mudanças no campo magnético, com muitos aplicativos úteis e as respostas a perguntas que ainda não pensamos, " ela disse.
O diamante é uma das tecnologias de ponta para detecção de campo magnético quântico, com aplicações tão diversas como varredura cerebral, navegação e exploração mineral.
Mas, as partículas de diamante precisam ser vistas em microscópios de ponta que não são adequados para uso por um longo período ou no campo.
Universidade de Adelaide Vice-Diretor do Instituto de Fotônica e Sensoriamento Avançado, Heike Ebendorff-Heidepriem, disse que a equipe vem trabalhando para contornar esse problema há uma década.
Vasos ópticos feitos de vidro e diamante pela artista Karen Cunningham. Crédito:Michael Haines Photography
"Mas porque o diamante queima em altas temperaturas, temos sido limitados nos óculos que podemos usar, " ela adicionou.
A equipe aprendeu muito com esses chamados 'óculos macios, 'mas esses vidros não são padronizados e não são tão bons para orientar a luz quanto as fibras de sílica convencionais, como os usados na Rede Nacional de Banda Larga.
Da arte à ciência
É aqui que a artista de vidro Karen Cunningham entra em cena. Ela estava fazendo arte usando nanopartículas para mostrar como a luz se move através do vidro e ficou fascinada com os diamantes que foram usados por Heike e seus colegas em sua pesquisa.
"Demos a Karen alguns de nossos diamantes maiores para ver como funcionavam, "Professor Brant Gibson da RMIT School of Science, explicado.
Os diamantes que ele deu a Karen tinham cerca de um mícron de diâmetro, que é 50 vezes menor que a largura de um cabelo humano.
Gotas verdes feitas de vidro e diamante pela artista Karen Cunningham. Crédito:Michael Haines Photography
"Para a maior parte do nosso trabalho, esses diamantes são muito grandes, por isso, os usamos principalmente para testes, " ele disse.
Incrivelmente, os diamantes sobreviveram ao sopro do vidro de Karen, e fizeram parte de sua exposição na JamFactory em Adelaide, em 2017.
"Para nós, era o momento da lâmpada e sabíamos que poderíamos fazer sensores de diamante em fibras de vidro mais convencionais, "Heike disse.
Ir da arte de Karen para sensores de protótipo levou mais três anos de testes e fabricação, explicou o Dr. Dongbi Bai.
"Sempre é preciso muito trabalho para ir da ideia ao produto, mas estou tão animado com o que alcançamos, e ainda mais animado com aonde este novo sensor quântico pode nos levar, " ela disse.
