Výzkumníci Fyzikálního ústavu vytvořili nejmenší diamanty na světě

Synteticky vytvořený krystal nanodiamantu byl vypěstován ze zárodku obsahujícího 26 atomů uhlíku. Studie ukazuje, že shluk 26 atomů uhlíku je právě nejmenší možná velikost pro vytvoření tzv. kritického zárodku dokonalého diamantového krystalu.

Velikost zárodku krystalu je asi stotisíckrát menší než šířka lidského vlasu. Tento objev poskytuje nové možnosti pro průzkum biologického světa.

Ilustrační foto: zdroj Pixabay

Výzkumníci Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR, ve spolupráci s kolegy ze Stanfordské univerzity v USA, univerzity v Giessenu v Německu a university v Hasseltu v Belgii, uspěli ve vývoji nejmenšího diamantu na světě!

Diamant je nejen nejtvrdším materiálem, ale má jedinečné optické vlastnosti, díky nimž je ideální pro průmyslové účely, jako jsou lasery, kvantová technologie nebo aplikace pro biologickou detekci. Právě pro vývoj buněčné detekce lze nanodiamanty využít jako nanoskopické senzory založené na principu nukleární magnetické rezonance (pracují na stejném principu jako NMR přístroje v lékařské diagnostice, ale působí přímo uvnitř živých buněk).

Jak vypěstovat nanokrystal diamantu?

Diamanty musí být pro tyto účely naprosto čisté a musí mít velikost v řádu nanometrů. Toho se snažili vědci z FZU dosáhnout tím, že hledali nejmenší možný počet atomů, který je zapotřebí pro vytvoření kritického diamantového zárodku.

Z tohoto zárodku byl následovně vypěstován diamantový nanokrystal za použití methanu a atomů dusíku v plynovém výboji (metoda PECVD – Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition). Pomocí této metody je možno vytvořit krystaly s čistotou 0,1 ppb.

To znamená, že pouze jeden z 10 miliard atomů bude pouze atom pocházející z nečistot a v nanodiamantovém krystalu se proto nacházejí pouze atomy uhlíku. Taková úroveň čistoty je nezbytná pro výrobu kvantového snímače pro detekci NMR (nukleární magnetické rezonance) vyrobeného pomocí implantace jednotlivých atomů dusíku do nanodiamantového krystalu, které tvoří kvantový NMR senzor ve formě tzv.

NV centra (atom dusíku vyplní prázdné místo v krystalové mřížce). Takové krystaly pak mají růžovou barvu. Atomová NMR sonda dokáže detekovat například protony v blízkém biologickém prostředí, podobně jako je tomu ve velkých NMR zařízeních, ale v nanorozměrech s citlivosti bilionkrát ( 1012) vyšší, než je dosahováno v běžném NMR zřízení.

Kdo zkoumal a jaké jsou závěry?

Diamantové krystaly byly připraveny Andrew Taylorem a Dr. Václavem Petrákem z Fyzikálního ústavu Akademie věd ČR v rámci výzkumné práce navazující na český národní projekt BIOKOM Nanotechnologie pro společnost jehož koordinátorem byl Prof.

M. Nesladek. Poznatky byly nedávno zveřejněny ve vědeckém časopise PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America). Publikace přináší novou vizi syntetického procesu výroby diamantů a zvýšení jejich čistoty.

Experimentální výsledky byly ověřeny rovněž teoretickým modelem. Tyto poznatky mohou být také použity v jiných oblastech výzkumu, jako je výroba vrstev křemíku plazmatickými metodami a použití jako polovodičů pro počítačové čipy.

Publikováno:
Další články autora
Právě v prodeji
Tip redakce

Související články

Nadějné výsledky nové studie: Ruská vakcína Sputnik V má velmi vysokou účinnost

Nadějné výsledky nové studie: Ruská...

Je to sotva pár dní, co vyšly v odborném periodiku Lancet výsledky třetí a...
Andy odkryly další svá tajemství

Andy odkryly další svá tajemství

Ve skrytém bolivijském údolí na svazích And poblíž tamní metropole La Paz...
Zvoní rakovinovým metastázám hrana? Izraelská metoda slibuje, že ano

Zvoní rakovinovým metastázám...

Izraelští vědci ve spolupráci se svými americkými kolegy vyvinuli novou metodu,...
Neviditelní živočichové z mořských hlubin

Neviditelní živočichové z...

Kam se hrabou scénáristi hollywoodských hororů. Co dokáže vymyslet...
Čeští archeologové si připsali další úspěch

Čeští archeologové si připsali...

Archeologická skupina ze společnosti Archaia nalezla při průzkumu zadního traktu domu...
Zkameněliny z Národního muzea změnily pohled na počátek evoluce zubů

Zkameněliny z Národního muzea...

Díky novým technologiím a novému výzkumu zkamenělin z jihozápadního okolí...
V Mexiku byla objevena dosud nejstarší a největší mayská stavba

V Mexiku byla objevena dosud...

Pomocí metody dálkového průzkumu učinili badatelé v mexickém státě...
Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a zápisníkem, říká reálný „Indiana Jones“

Na cesty vyrážím zásadně s mobilem a...

Právem bývá nazýván Indiana Jonesem skutečného života. Rodák z...
Mamuti v Mexiku

Mamuti v Mexiku

Ke zcela nečekanému objevu došlo při stavbě nového letiště 50 kilometrů...
Nalezena dosud nejstarší jeskynní kresba na našem území

Nalezena dosud nejstarší jeskynní...

Badatelé z Palackého univerzity v Olomouci nalezli v Moravském krasu dosud...

Nenechte si ujít další zajímavé články

Stala se Alma Mahlerová pro svého manžela generálem v sukni?

Stala se Alma Mahlerová pro svého...

Rakouská spisovatelka Berta Zuckerkandlová pořádá 3. listopadu 1901 ve svém vídeňském domě...
Stala se Cosima Lisztová služkou sobeckého skladatele?

Stala se Cosima Lisztová služkou...

Cosima Lisztová je dcerou hudebního skladatele Ference Liszta . Nemá ale příliš radostné dětství,...
Cyklón Nargis: Nejničivější v historii

Cyklón Nargis: Nejničivější v...

Vítr hučí rychlostí 250 km za hodinu. Mrazivý déšť bodá jako tisíce jehel....
Albert Kligman: Zvrhlé experimenty sadistického dermatologa

Albert Kligman: Zvrhlé...

Za svou kariéru publikuje několik stovek vědeckých prací a stane se...
Posvátná řeka Ganga: Očistná koupel pro živé i mrtvé

Posvátná řeka Ganga: Očistná koupel...

Největší indická řeka prý sice pomáhá uzdravit tělo, ale pro vyznavače...
Narodil se malý hrabáč

Narodil se malý hrabáč

25. února 2021 se v Zoo Praha narodilo dlouho očekávané mládě hrabáče...
Stojí za úspěchem Asyřanů i obojek s vodítkem?

Stojí za úspěchem Asyřanů i...

Aššurbanipal právě rozdrtil jedno z mnoha povstání. Bojovníci mu přivádějí...
Obávaný netopýr: Zvíře (z) temnoty?

Obávaný netopýr: Zvíře (z) temnoty?

Jakmile zasviští křídly, ozve se pištění. Ne, to nedělá toto drobné...
Fenomén Minecraft: Jak vydolovat miliardy dolarů

Fenomén Minecraft: Jak vydolovat...

„Hráči začali díky ní raději tvořit a stavět než ničit a bořit. Proto...
Poznejte své IQ

Poznejte své IQ

V našem profesionálně sestaveném testu ihned zjistíte přesné výsledky a obdržíte certifikát.