• Home
  • Química
  • Astronomia
  • Energia
  • Natureza
  • Biologia
  • Física
  • Eletrônicos
  • Nanodiamonds com falhas precisas poderiam produzir ferramentas de próxima geração para imagens e comunicações
    p Close de diamondoides purificados em uma bancada de laboratório. Muito pequeno para ver a olho nu, diamantóides são visíveis apenas quando eles se agrupam finamente, cristais de açúcar como esses.

    p Stanford e o SLAC National Accelerator Laboratory administram em conjunto o programa líder mundial para isolamento e estudo de diamantóides - os menores grãos de diamante possíveis. Encontrado naturalmente em fluidos de petróleo, essas gaiolas de carbono interligadas pesam menos de um bilionésimo de um bilionésimo de um quilate (um quilate pesa aproximadamente o mesmo que 12 grãos de arroz); os menores contêm apenas 10 átomos. p Na última década, uma equipe liderada por dois membros do corpo docente Stanford-SLAC - Nick Melosh, professor associado de ciência e engenharia de materiais e ciência de fótons, e Zhi-Xun Shen, um professor de ciência de fótons e de física e física aplicada - descobriu papéis potenciais para diamondoides na melhoria de imagens de microscópio eletrônico, montagem de materiais e circuitos de impressão em chips de computador. O trabalho da equipe ocorre dentro do SIMES, o Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, que é executado em conjunto com o SLAC.

    p Antes que eles possam fazer isso, no entanto, obter apenas os diamantóides é um feito técnico. Começa na refinaria Chevron próxima em Richmond, Califórnia, com um vagão-tanque da ferrovia cheio de petróleo bruto do Golfo do México. “Analisamos mais de mil óleos de todo o mundo para ver quais tinham as maiores concentrações de diamondoides, "diz Jeremy Dahl, que desenvolveu técnicas-chave de isolamento de diamantóide com seu colega pesquisador da Chevron, Robert Carlson, antes de ambos virem para Stanford - Dahl como pesquisador associado de ciências físicas e Carlson como cientista visitante.

    p Soluções contendo diamondoides aguardam análise de pureza em um laboratório SLAC. Crédito:Christopher Smith, SLAC National Accelerator Laboratory

    p As etapas de isolamento originais foram realizadas na refinaria Chevron, onde os crus selecionados eram fervidos em enormes panelas para concentrar os diamondoides. Alguns dos resíduos desse trabalho chegaram a um laboratório do SLAC, onde pequenos lotes são fervidos repetidamente para evaporar e isolar moléculas de pesos específicos. Esses fluidos são então forçados em alta pressão através de sistemas de filtração sofisticados para separar diamantóides de diferentes tamanhos e formas, cada um dos quais tem propriedades diferentes.

    p Os próprios diamantóides são invisíveis aos olhos; a única razão pela qual podemos vê-los é que eles se agrupam bem, cristais semelhantes a açúcar. "Se você tivesse uma colher cheia, "Dahl diz, segurando alguns na palma da mão, "você poderia dar 100 bilhões deles a cada pessoa na Terra e ainda sobrar um pouco."

    p Recentemente, a equipe começou a usar diamantóides para semear o crescimento de perfeitos, diamantes nanométricos em um laboratório em Stanford. Ao introduzir outros elementos, como silício ou níquel, durante o processo de crescimento, eles esperam fazer nanodiamantes com falhas precisamente adaptadas que podem produzir fótons únicos de luz para comunicações ópticas de próxima geração e imagens biológicas.

    p Jeremy Dahl segura grupos de cristais diamondoides. Crédito:Christopher Smith, SLAC National Accelerator Laboratory

    p Os primeiros resultados mostram que a qualidade dos materiais ópticos cultivados a partir de sementes de diamondoides é consistentemente alta, disse Jelena Vuckovic de Stanford, um professor de engenharia elétrica que está liderando esta parte da pesquisa com Steven Chu, professor de física e de fisiologia molecular e celular.

    p "Desenvolver uma maneira confiável de fazer crescer os nanodiamantes é fundamental, "diz Vuckovic, que também é membro da Stanford Bio-X. "E é muito bom ter essa fonte e o produtor aqui mesmo em Stanford. Nossos colaboradores cultivam o material, nós o caracterizamos e damos feedback imediatamente. Eles podem mudar tudo o que quisermos que eles mudem. "

    p Cristais diamondoides em escala nanométrica, visto acima, são derivados do petróleo. Eles têm potencial para aplicações em energia, eletrônicos, e imagem molecular. Crédito:Nick Melosh




    © Ciência https://pt.scienceaq.com