Nová metoda přípravy fluorescenčních nanodiamantů

Mezinárodní tým pod vedením Petra Cíglera z UOCHB vyvinul novou metodu výroby fluorescenčních nanodiamantů. Na rozdíl od současných metod umožňuje získávaní velkého množství tohoto materiálu.

Diamant – krystalická allotrop uhlíku, nejtvrdší přírodní minerál. Chemicky je velmi inertní, nereaguje ani se silnými kyselinami a zásadami.
Nanodiamanty – diamanty o velikosti 5 až 100 nm, používají se jako senzory, např. magnetických polí nebo pro medicinální účely.
Dusíková vakance – jedna z poruch krystalové mřížky diamantu, vzniká v případě substituce jednoho z uhlíku atomem dusíku. Ten je (na rozdíl od čtyřvazného uhlíku) pouze trojvazný, proto zůstává v jeho sousedství jedna pozice neobsazena. Toto centrum má fluorescenční vlastnosti, proto je velmi cenné.

Ilustrace dusíkové vakance. Zdroj: NIST/Commons

Fluorescenční nanodiamanty jsou velmi žádané, ale současné metody jejich přípravy neumožňují výrobu větších množství. Nanodiamanty je nutné dva týdny ozařovat svazkem nabitých částic, např. protonů nebo alfa částic a následně kalcinovat v peci.

Nově vyvinutá metoda využívá lis firmy MegaDiamond, ve kterém je stlačena směs nanodiamantů a chloridu sodného (NaCl) až na tlak 7 GPa a zároveň je zahřáta na teplotu 1700 °C. Poté se jen vymyje chlorid sodný pomocí deionizované vody. Sůl se do lisu přidává, aby zabránila spékání nanodiamantů, při teplotě 1700 °C vytvoří taveninu, která izoluje jednotlivé částice nanodiamantů.

Srovnání současných způsobů výroby fluorescenčních nanodiamantů a nově publikované metody. Zdroj: Advanced Functional Materials

Za pouhé čtyři minuty lze takto získat jednu várku fluorescenčních diamantů, za jeden den lze získat až 250 gramů produktu.

Publikovaná metoda má komerční přesah, firma MegaDiamond má zájem o její komercionalizaci, což by výrazně zlepšilo dostupnost fluorescenčních diamantů.

Literatura

  1. Quantum-Grade Nanodiamonds from a Single-Step, Industrial-Scale Pressure and Temperature Process
  2. Průmyslová výroba nanodiamantů na dosah díky objevu z ÚOCHB AV ČR
  3. Posun pro průmysl. V nanodiamantech zažehl světlo tým s českým lídrem

Leave a Reply

Tento web používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak data z komentářů zpracováváme.