تولید انبوه نانوبلورهای الماسی فلورسنت

نانوذرات الماسی فلورسنت خواص فوتوفیزیکی بسیار شگفت‌انگیزی دارند؛ این ذرات ضمن
درخشندگی بالا، قادرند مدت طولانی به‌طور پیوسته و بدون آثار مخرب در محدوده‌ی
قرمز/ NIR تابش کنند. پیش‌بینی می‌شود این ذرات به‌دلیل همین خواص منحصربه‌فرد،
کاربردهای متنوعی را در فیزیک، علم مواد، زیست شیمی و بیولوژی بیابند.

روشی که تاکنون غالباً برای ساخت این مواد استفاده می‌شد، عبارت بود از تابش
پرتوهای الکترونی یا یونی به نانوبلورهای الماسی نیتروژن‌دار صنعتی و فراوری حرارتی
به‌‌منظور ایجاد ظرفیت‌های خالی در شبکه‌ی بلوری و شکل‌گیری مراکز فلورسنت NV؛ اما
این روش متأسفانه به‌دلیل به هم خوردن نظم بلوری و نبود ظرفیت‌های متحرک در سطح
بلورها، کارایی و بازدهی چندانی ندارد؛ لذا تاکنون امکان تولید چنین بلورهایی تنها
به آزمایشگاه‌های تحقیقاتی محدود بود. برای رفع این مشکل دانشمندان استفاده از روش
بالا به پایین در فراوری میکروبلورهای الماسی را پیشنهاد دادند که آن هم در مقیاس
انبوه با دو مشکل سختی تابش نور به مقدار زیادی از ماده و تبدیل میکروالماس‌ها به
نانوبلورهای الماسی بدون تغییر در خواص آن همراه بود.

اخیراً محققان آلمانی و فرانسوی با انجام تحقیقی مشترک به روشی جایگزین برای تولید
نمونه‌های یکنواخت، خالص و بسیار کوچک از نانوبلورهای الماسی فلورسنت دست یافتند که
از بازدهی و کارایی بالایی هم برخوردار بود. آنها برخلاف روش‌های قبلی ابتدا
پرتوهای الکترونی پرانرژی را به میکروالماس‌های نیتروژن‌دار تابانده و سپس آن را تا
دمای بالا ۸۰۰ درجه سانتیگراد حرارت دادند تا به این ترتیب نقاط نوری درخشان مورد
نظر در شبکه‌ی بلوری دست‌نخورده‌ی الماسی شکل بگیرند. در مرحله‌ی بعد با طراحی یک
روش دومرحله‌ای خاص، میکروبلورهای حاصله را خرد و تصفیه کرده، نانوذرات الماسی۳sp
گرد، بسیار کوچک (با ابعاد کمتر از ده نانومتر) و با خلوص بالایی را به دست آوردند
که دارای نقاط تابشی بسیار درخشان و پایداری بود.

با این روش اکنون می‌توان نانوبلورهای الماسی فلورسنت را حتی به‌صورت انبوه و صنعتی
تولید نمود. حتی می‌توان با تغییر ترکیبات ماده‌ی اولیه، نانوبلورهای الماسی سفارشی
و مطابق با کاربردهای مورد نیاز تولید کرد. گفتنی است گزارش کاملی از این تحقیق در
نشریه‌ی Nanotechnology منتشر شده‌است.