Техніка

Дослідники розробляють метод створення колоїдних алмазів

Колоїдний алмаз був мрією дослідників з 1990-х рр.ці структури-стабільні, само збираються освіти з найдрібніших матеріалів—мають потенціал зробити світлові хвилі настільки ж корисними, як електрони в обчислювальній техніці, і обіцяють безліч інших застосувань. Але в той час як ідея колоїдних алмазів була розроблена десятиліття тому, ніхто не був в змозі надійно виробляти структури.

Досі.Дослідники на чолі з Девідом Майном, професором хімічної та біомолекулярної інженерії інженерної школи Чондон Нью-Йоркського університету і професором фізики Нью-Йоркського університету, розробили новий процес надійної самозбірки колоїдів в алмазі освіту, який може привести до дешевого масштабованого виготовлення таких структур. Відкриття, може показати двері до високоефективних оптичних схем, що ведуть до досягнень в області оптичних комп’ютерів і лазерів, світлофільтрів, які є більш надійними і дешевими у виробництві, ніж будь-коли раніше, і багато іншого.

Дослідники створили колоїдні кристали алмазу (ліворуч). Цей відмітний матеріал має особливі фотонні властивості, які можуть змінити спосіб виробництва оптичних технологій.Ці матеріали, що складаються з сфер в сотні разів менше діаметра людського волосся, можуть бути розташовані в різних кристалічних формах в залежності від того, як сфери пов’язані один з одним.

Кожен колоїд прикріплюється до іншого за допомогою ниток ДНК, приклеєних до поверхонь колоїдів, які функціонують як свого роду молекулярні липучки. Коли Колоїди стикаються один з одним в рідкій ванні, ДНК зачіпається і колоїди пов’язані. Залежно від того, де ДНК прикріплена до колоїду, вони можуть спонтанно створювати складні структури.

Цей процес був використаний для створення струн колоїдів і навіть колоїдів в кубічному утворенні. Але ці структури не створили Святого Крааля ФОТОНІКИ-забороненої зони для видимого світла. Подібно до того, як напівпровідник відфільтровує електрони в ланцюзі, заборонена зона відфільтровує певні довжини хвиль світла.

Фільтрація світла таким чином може бути надійно забезпечена колоїдами, якщо вони розташовані в Алмазній формації, що вважається занадто складним і дорогим процесом для виконання в комерційних масштабах.У інженерів було величезне бажання створити алмазну структуру. По правді кажучи, більшість дослідників відмовилися від цієї ідеї-ми, можливо, єдина група в світі, яка все ще працює над цим.

Тому я думаю, що публікація цієї статті стане чимось сюрпризом для спільноти. Дослідники, виявили, що вони можуть використовувати стеричний механізм блокування, який спонтанно створить необхідні шахові зв’язки, щоб зробити цю структуру можливою. Коли ці пірамідальні Колоїди наближалися один до одного, вони з’єднувалися в потрібній орієнтації для утворення алмазного освіти.

Замість того щоб проходити через кропіткий і дорогий процес створення цих структур за допомогою Нана машин, цей механізм дозволяє колоїдам структурувати себе без необхідності зовнішнього втручання. Крім того, алмазні структури стабільні, навіть коли рідина, в якій вони утворюються, видаляється.Відкриття було зроблено тому, що він, аспірант Нью-Йоркського університету Андон в той час, помітив незвичайну особливість колоїдів, які він синтезував в пірамідальній формації.

Він і його колеги виявили всі можливі шляхи з’єднання цих структур. Коли вони натрапили на певну взаємопов’язану структуру, вони розуміли, що знайшли правильний метод. Після створення всіх цих моделей ми відразу побачили, що створили алмази.

Довгоочікувана демонстрація доктором Майном перших само збірних колоїдних алмазних решіток відкриє нові можливості для досліджень і розробок важливих технологій Міністерства оборони, які могли б отримати вигоду з тривимірних фотонних кристалів.Він пояснив, що потенційні майбутні досягнення включають застосування високоефективних лазерів зі зменшеними ваговими і енергетичними вимогами для прецизійних датчиків і систем спрямованої енергії; а також точне управління світлом Для тривимірних інтегрованих фотонних схем або управління оптичними сигнатурами.Я в захваті від цього результату, тому що він чудово ілюструє центральну мету програми розробки матеріалів ARO—підтримувати дослідження з високим ризиком і високою винагородою.

Які відкривають висхідні шляхи до створення екстраординарних матеріалів, що раніше було неможливо зробити.Команда, до складу якої також входять Джон Рейс, аспірант з фізики в Нью-Йоркському університеті, і Чуе Тун, посадок в Пенсільванському університеті, раніше аспірант з хімії в Нью-Йоркському університеті, тепер зосереджені на тому, як ці колоїдні алмази можуть бути використані в практичних умовах. Вони вже створюють матеріали, використовуючи свої нові структури, які можуть фільтрувати оптичні довжини хвиль, щоб довести їх корисність у майбутніх технологіях.

Related posts

Leave a Comment