弹性钻石;nanoantennas;更好的MRI /核磁共振。
弹性钻石
一个团体已经发展出了一种方法制作弹性钻石使微小的钻石针可以弯曲和拉伸。
蔚山国立科学技术学院(UNIST),麻省理工学院，的香港城市大学而且南洋理工大学开发了一种工艺，使弹性钻石。有一天，弹性金刚石可以用于生物成像、生物传感、纳米机械谐振器、药物输送、数据存储、光机械设备和可折叠显示器。
金刚石是一种硬质材料，具有良好的导热性、高耐化学性和高光学透明度。据研究人员称，钻石的拉伸极限远低于1%。
然而，来自UNIST和其他地方的研究人员已经设计出了纳米级金刚石针结构，可以弯曲9%而不会断裂。然后，结构恢复到原来的形状。
为了开发这项技术，香港城市大学在硅衬底上制造了钻石。采用化学气相沉积法(CVD)制备金刚石薄膜。然后对薄膜进行蚀刻，形成300nm左右的单晶和多晶金刚石针。
研究人员在扫描电子显微镜下观察了钻石针的结构。用纳米压头金刚石尖端压针，他们证明了结构经历弹性变形，可逆变形能力高达9%。
钻石针可以拉伸和弯曲9%而不会断裂。(来源:UNIST)
Nanoantennas
ITMO大学和澳大利亚国立大学已经形成了可控纳米金刚石光源。
该技术实现了一种基于纳米金刚石的新型有源介电纳米天线，可用于纳米光子学领域。应用包括量子光源、生物成像和信息处理。
纳米光子学领域涉及光在纳米尺度上的行为。纳米光子学应用于生物化学、电气工程和其他行业，还涉及微小物体与光的相互作用。纳米光子学利用各种组件来传输光。其中一种组件是纳米天线，它是一种受控的光子源。纳米天线由等离子体金属纳米粒子组成。等离子体激元是红外或可见光电磁波。
在纳米光子学中，传统的纳米天线有时会存在光学损耗和加热问题。一种可能的替代品是纳米钻石。基于碳纳米结构，纳米金刚石具有高折射率和良好的热导率。
有源纳米金刚石天线的示意图(来源:ITMO)
在这个应用中，研究人员使用了具有氮空位中心(NV-centers)的纳米金刚石。它们是通过去除晶格中的碳原子而形成的。然后，打开的空位与一个氮原子相连。总而言之，nv中心可以由光控制。反过来，该装置的电子自旋可以用来记录量子信息。
来自ITMO和其他地方的研究人员发现，纳米金刚石的光学性质可以得到增强。这是通过结合nv中心发光光谱与金刚石纳米颗粒的光学共振来完成的。“通常，为了加速辐射，人们必须创建一个复杂的谐振器系统。但我们在没有任何额外结构的情况下也取得了类似的效果。我们通过实验证明，仅仅使用简单的物理原理，发光的衰减就可以加快至少两倍，”ITMO的研究员德米特里·祖耶夫(Dmitry Zuev)说。
ITMO成员Anastasia Zalogina补充说:“今天，从纳米天线的nv中心获得一个光子是一项相当困难的任务。例如，为了在逻辑元件中实现这种有源纳米天线，我们需要知道如何管理它们的发射。从长远来看，我们的概念将有助于有效地管理单光子发射源。这对量子计算机和光通信网络的发展非常重要。”
更好的MRI /核磁共振
的能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)和加州大学伯克利分校已经形成了用小钻石来提高灵敏度的方法磁共振成像(MRI)和核磁共振(NMR)系统。
核磁共振成像被用来定位癌性肿瘤和其他疾病。核磁共振被用来检查药物化合物和其他分子的结构。
这两种系统都使用昂贵而笨重的超导磁体。为了消除磁铁，研究人员利用纳米级和微级钻石中的缺陷进行快速生物成像。
该技术涉及在钻石中使用自旋极化技术用于MRI/NMR系统。伯克利实验室材料科学部和加州大学伯克利分校化学系的博士后研究员Ashok Ajoy说:“纳米和微尺度钻石超极化的这一重要发现具有巨大的科学和商业意义。”这将有助于扩大核磁共振和核磁共振的市场。”
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