您好 欢迎来到中国超硬材料网  | 免费注册
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信
郑州华晶金刚石股份有限公司

微流体金刚石传感器:磁性移动生物粒子!

关键词 金刚石 , 传感器 , 纳米晶体|2018-10-09 09:42:22|来源 中国超硬材料网
摘要 钻石纳米晶体(中心右侧的白色物体)用于绘制粒子周围的磁场(中心的红色物体)。颗粒漂浮在离子液体的浅浴中。通过使用施加到电极(4个发光棒)的电压使液体流动,可以高精度地移动颗粒(虚线...

微信截图_20181009093622.png

       钻石纳米晶体(中心右侧的白色物体)用于绘制粒子周围的磁场(中心的红色物体)。颗粒漂浮在离子液体的浅浴中。通过使用施加到电极(4个发光棒)的电压使液体流动,可以高精度地移动颗粒(虚线)。插图:钻石纳米晶体核心的NV中心对入射的绿色激光,射频波(洋红色)和附近微粒的磁性作出反应。如果所有这些字段都具有正确的值,则NV中心将发出红光。观察到的光提供了微粒子磁场的量度。

       测量微弱的磁场是一项价值数万亿美元的业务。从硬币大小的芯片中存储和快速检索的千兆字节数据是消费电子产品的核心。通过增强磁检测灵敏度可以实现更高的数据密度 - 可能低至纳特斯拉水平。

微信截图_20181009093654.png

       更高的磁敏感性在许多科学领域也是有用的,例如DNA或病毒等生物分子的鉴定。这项研究通常必须在温暖潮湿的环境中进行,不能在干净的环境或低温条件下进行。JQI科学家通过开发在流体环境中运行的钻石传感器来解决这一问题。该传感器制作小颗粒(实际生物分子的替代品)的磁图(具有17微特斯拉灵敏度),空间分辨率约为50 nm。这可能是微流体在室温下进行的最灵敏的磁测量。

       JQI科学家Edo Waks(马里兰大学教授)及其同事进行的新实验结果发表在NanoLetters期刊上。

微信截图_20181009093943.png

       钻石NV中心!

       传感器的核心是微小的钻石纳米晶体。当这种金刚石接近磁性粒子同时沐浴在激光和微妙的微波信号中时,它将以与粒子自身磁场强度成比例的方式发出荧光。因此来自钻石的光用于映射磁力。

       钻石是如何工作的以及粒子如何在足够接近钻石的位置进行扫描?

       金刚石纳米晶体在与化学气相沉积的过程中以合成金刚石形成的相同工艺制造。一些钻石有微小的缺陷,偶尔会有氮原子取代碳原子。有时,在原本紧密配合的金刚石固体结构中,碳原子完全缺失。在氮(N)和空位(V)彼此相邻的情况下,可能发生有趣的光学效应。NV组合充当一种称为NV色心的人造原子。如果正确的绿色激光提示,NV中心将闪耀。也就是说,如果将吸收绿色激光并发出红光,一次一个光子。

微信截图_20181009093823.png

       可以在微观水平存在磁场的情况下改变NV发射率。然而,要实现这一点,NV中心的内部能量水平必须恰到好处,当中心暴露于来自射频源(如图中边缘所示)和场的信号时,就会出现这种情况。由附近的磁性粒子本身发出。

       颗粒在称为微流体芯片的装置中漂浮在基于去离子水的溶液的浅湖中。钻石牢固地固定在这个湖的底部。当位于通道中的电极哄骗液体中的离子以形成平缓的电流时,粒子移动并在芯片周围转向。就像在墨西哥湾流的帮助下驶向欧洲的船只一样,粒子以亚微米控制着这些电流。甚至可以通过外部磁线圈在垂直方向上操纵粒子。

微信截图_20181009094042.png

       “我们计划使用多颗钻石进行复杂的矢量磁分析。”该出版物的主要作者,康复学生Kangmook Lim说。“我们还将使用浮动钻石代替静止钻石,这对于扫描生物样品的纳米磁性非常有用。”

微信截图_20181009094050.png

金刚石刀具网正式上线
  ① 凡本网注明"来源:中国超硬材料网"的所有作品,均为河南远发信息技术有限公司合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国超硬材料网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非中国超硬材料网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

【技术分享】电镀金刚石线锯质量检验与控制

电镀金刚石线锯质量检验与控制

日期 2018-12-12   超硬新闻

[技术+]聚晶金刚石加工表面质量的对比实验研究

聚晶金刚石(PolycrystalineDiamond,简称PCD)具有优异的力学性能,如高硬度和耐磨性、高导热性以及耐腐蚀性能等,特别适用于切削刀具、拉丝模具、钻探工具和耐磨器件...

日期 2018-12-11   技术信息

【技术+】涂覆金刚石的钎焊工艺研究

(摘要)目前,钎焊金刚石工具技术得到了迅猛的发展,特别是在重负荷干磨干切的环境下例如加工铸钢、铸铁、钢材领域的应用,给钎焊金刚石工具提供了新的发展空间,同时也给钎焊金刚石技术提出了...

日期 2018-12-07   技术信息

撞击!或将开辟制备工业用金刚石的全新方法

当携带石墨的陨石撞上地球时,撞击产生的高温高压能把石墨转变成稀有且极端坚硬的金刚石。长久以来,科学界一直对这种转变在原子层面是如何发生的存有争议。现在,科学家通过模拟并实时观测撞击...

日期 2018-12-06   超硬新闻

Carbontech 2018:金刚石及碳基薄膜模块...

金刚石及碳基薄膜❖2018年12月11-13日中国·上海跨国采购会展中心一、论坛背景随着全球大规模集成电路(芯片)、激光、航空航天、光伏,机械轴承等领域...

日期 2018-11-30   展会资讯

“金刚石树脂砂轮”技术成果署名引发侵权诉讼

围绕一项某市科技进步奖一等奖项目的技术成果完成人署名权等问题,郑振华与其老东家河源富马硬质合金股份有限公司(下称富马公司)打起了官司。  郑振华任职富马公司期间,作为署名顺序第一位...

日期 2018-11-29   超硬新闻

金刚石磨片用途和特点介绍

金刚石磨片是金刚石水磨片和干磨片的统称,金刚石水磨片又称金刚石软磨片,是以金刚石为磨料,与复合材料结合制成的柔性加工工具,背面粘有尼龙搭扣布,粘扣在磨机的接头上,用于磨削,可对石材...

日期 2018-11-26   超硬新闻

9亿!金刚石线独角兽美畅新材将创造新三板单笔分红纪录

2018年9月10日,美畅新材在新三板挂牌转让,11月14日,挂牌不久的美畅新材交出了一份让投资者“目瞪口呆”的半年报。2018年上半年,公司实现营业收...

日期 2018-11-21   企业新闻

鄂州金刚石刀具产业、通城涂附磨具产业入选2018年湖...

11月18日从湖北省经信厅获悉,2018年湖北重点成长型产业集群出炉,产业集群达到110个。这一最新名单,是湖北省在对2017年度全省重点成长型产业集群考核评审后调整确定的最新产业...

日期 2018-11-20   超硬新闻

山东发布首个新材料产业规划 重点支持金刚石碳化硅等关...

据山东省人民政府网站11月9日消息,山东省人民政府发布《关于印发山东省新材料产业发展专项规划(2018—2022年)的通知》。通知指出,《山东省新材料产业发展专项规划(2018—2...

日期 2018-11-15   超硬新闻
河南联合精密材料股份有限公司