No longer valued simply for its gla

No longer valued simply for its glamour and durability, diamond is turning its hand to applications in solar power, laser design and bionic eyes. James Mitchell Crow reports

In Short
The electronic, optical and biological properties of diamond are beginning to be exploited for a variety of applications
High-purity production techniques like chemical vapour deposition can provide purer materials than natural diamond
Thermionic emission from diamond could improve solar energy harvesting; its optical properties are making powerful new lasers; and bio-inert nanodiamonds are promising drug delivery vehicles
Humans have long been drawn to diamonds. And not just for their sparkle. Since its earliest discovery, people seem to have appreciated diamond's material properties just as much as its aesthetic charms.

Diamonds are for everything


© THINKSTOCK
For many years, the first discovery of a diamond was believed to have taken place along a stony riverbank in central India, where the gems once occurred in alluvial gravel deposits. Ancient India is certainly where the first documented use of diamond took place. From about 250BC, people there were using it as an abrasive to drill beads.

But recent work by physicist Peter Lu from Harvard University in Boston, US, has pushed back the likely date of diamond's first use to at least 4500 years ago - and again, it wasn't for their glitter that the diamonds were being used.

Lu and his colleagues were studying a series of highly polished, almost lustrous ceremonial axes that had been found in the tombs of wealthy individuals from the Neolithic period in China. Using x-ray diffraction and scanning electron microscopy, the team showed that the main component of the axes was corundum, a crystalline form of aluminium oxide that is the second hardest material found in nature. The most likely material for polishing such a material to a mirror-like sheen is something even harder, the team concluded - which can only mean diamond.1

The ancient Chinese appear to have been tapping what is now one of diamond's best known properties. The hardness of diamond comes from the particular arrangement of its component carbon atoms. Unlike the planar carbon sheets that make up graphite, in diamond the atoms form a cubic lattice structure in which each is covalently bonded to four others in a tetrahedral arrangement.

Not just a pretty face

Diamonds are for everything
Diamond's low thermionic emission temperature makes it ideal for solar power

© NEIL FOX/UNIVERSITY OF BRISTOL
We now know that diamond's exceptional properties extend far further than hardness. Its network of strong covalent bonds also makes it the most thermally conductive material of any solid known. It also happens to be an excellent low temperature thermionic emitter - when heated, electrons boil off from its surface.
A team at the University of Bristol, UK, is looking to capture those ejected electrons and put them to good use by developing a diamond-based solar panel. The researchers won a Euro1 million (£870 000) grant from energy company E.ON to build a working device. The three year project ends this October, and all the components have now been developed, says Neil Fox, who is leading the project. 'This August we'll be putting it all together.'

The device will look something like a satellite dish. A parabolic reflector will focus solar energy onto a thin layer of diamond particles, which will eject electrons across a narrow vacuum to a collector electrode, from which they will make their way around an electrical circuit. A big part of the project has been to drive down the temperature at which thermionic emission starts, from around 400°C to 350°C or below, to make solar energy harvesting as efficient as possible. Fox's trick is to form a lithium monolayer on the diamond's surface, creating a dipole that helps to kick the negatively charged electrons off the surface. 'We're hoping that we can achieve amps of current [from our prototype],' says Fox. 'We've already had glimpses.'

Made to measure

Diamonds are for everything
Diamond-based lasers can reach colours and power levels unavailable with other materials

© EDUARDO GRANADOS
As well as heat, diamond also has some interesting tricks when it comes to interacting with light. A team at Macquarie University in Sydney, Australia, is starting to develop the first diamond-based Raman lasers. 'On paper, diamond looked like it had some really good properties,' says Rich Mildren, who leads the work. 'But we didn't know how it would actually perform.'
Raman lasers work by stimulated light scattering, an effect that is particularly strong in diamond, thanks in part to its strongly bonded and highly symmetric structure. As for many applications of the material, what is finally allowing such properties to be tapped is the increasingly sophisticated ways in which high quality diamond can be grown. Whereas every diamond dug out of the ground is unique, with its own flaws and impurities, growing diamond allows consistency. Traditional high pressure, high temperature approaches are beginning to be replaced by chemical vapour deposition (CVD), in which carbon-based gases such as methane are converted to diamond on a surface. CVD gives much greater control over how the diamond grows.

'It's in the last 10 or 15 years that we've been able to nanostructure diamond to meet particular requirements,' says Steven Prawer, who heads the Melbourne Materials Institute at the University of Melbourne, Australia. 'Our ability to grow it in a particular shape and with particular properties is what has opened up diamond as an engineering material.'

Lighting the way

The progress in growing high purity, low defect diamond is certainly helping Mildren. 'We've been quite lucky so far, diamond does look to be a very good laser material,' he says. Their first success has been in developing what promises to be the first practical and cost effective laser to emit yellow light.2 It's a wavelength that has important potential medical applications, from treating certain skin conditions to biomedical imaging.

'We're excited about pushing the research further to try to demonstrate diamond lasers that can perform much better than other materials,' Mildern adds. The possibilities include very high power Raman lasers - diamond's strength and thermal conductivity means that it can handle high power without melting or fracturing - and lasers that emit light at wavelengths that other materials can't, such as into the far infrared.

Prawer is also looking into diamond's interactions with light, this time at the level of single photons. Single photon emitters are of great interest for secure communication technologies on which it is impossible to eavesdrop, says Prawer. 'How do you do that? You rely on the laws of quantum mechanics.'

'If we send messages just one photon at a time, then that photon carries with it quantum information,' he explains. 'If someone tried to eavesdrop, the state of the photon is changed, and you instantly know that someone is listening in.'

The difficulty is in reliably generating single photon pulses, which is where diamond comes in. 'Diamond has a unique property: if you introduce a single nitrogen atom impurity, you create a defect that shines extremely brightly - but because it's just one atom, every time it emits light it is just one photon.' Prawer and his colleagues have also created the necessary optics and electronics around the diamond crystal to turn it into the first commercial single photon source system, which is now being investigated for secure communication applications.3

Extreme environments

To a chemist, a material that is highly stable might not sound that appealing. But it is one of the key properties in many of diamond's applications, including being sent to Venus as part of Nasa's Pioneer Venus mission. Venus has a highly corrosive atmosphere, with swirling clouds of sulfuric acid. Surface temperatures and pressures on the planet can reach over 450°C and 100atm.

The scientific instruments on board the Pioneer Venus Orbiter, which circled the planet from July 1980 until May 1992, when it was sent into the Venusian atmosphere, were protected within titanium spheres. But instruments such as the infrared radiometer, which measured IR emissions, needed windows through which to sample their surroundings. No glass or plastic could survive the corrosive, high temperature environment, so diamond was selected, which is infrared transparent. Two tiny windows were fashioned from specially selected natural diamond. Today, such windows can be synthesised routinely using CVD.

Closely related to diamond's chemical inertness is its biocompatibility. This property has been shown to be retained right down to the nanoscale - unlike other nanoforms of carbon such as carbon nanotubes, whose biocompatibility remains a subject of debate. It's a property that is starting to see diamond being used in the body, from drug delivery systems to medical diagnostics to bionic implants.

Diamonds are for everything
Nanodiamonds are finding applications in medical imaging and drug delivery

© SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE/AAAS
This year, a team in the US showed how nanodiamond-based drug delivery has the potential to overcome drug resistant cancers, including breast and liver cancer. Many tumours resist treatment not because anticancer drugs aren't active, but because cancerous cells actively pump the drug out of the cell before it can take effect.
To get around this problem, Dean Ho from Northwestern University in Evanston, US, and his colleagues turned to nanodiamond as a drug delivery vehicle.4 Nanodiamonds are typically made by detonation. Exploding a mixture of trinitrotoluene (TNT) and cyclotrimethylenetrinitramine (more commonly known as RDX) produces a soot riddled with 2-8nm diamond particles. The surface of diamonds produced in this way tends to incorporate

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มูลค่าไม่เพียงสำหรับนอร์เวย์และความทนทาน เพชรถูกเปลี่ยนมือของโปรแกรมประยุกต์ ในพลังงานแสงอาทิตย์ การออกแบบเลเซอร์ตาแสวงหา รายงาน James Mitchell ขันในระยะสั้นอิเล็กทรอนิกส์ ออปติคัล และชีวภาพคุณสมบัติของเพชรจะเริ่มนำไปสำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่หลากหลายเทคนิคการผลิตความบริสุทธิ์สูงเช่นสะสมไอสารเคมีสามารถให้วัสดุ purer กว่าเพชรธรรมชาติ ปล่อยก๊าซ thermionic จากเพชรสามารถปรับปรุงการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ คุณสมบัติของแสงจะทำให้แสงเลเซอร์มีประสิทธิภาพใหม่ และชีวภาพ inert nanodiamonds สัญญายายานพาหนะจัดส่ง มนุษย์จึงมีการออกไปเพชร และไม่เพียงแต่สำหรับความประกาย ตั้งแต่ค้นพบความเร็วที่สุด คนดูเหมือนจะ มีนิยมเพชรวัสดุคุณสมบัติเพียงมากเป็นเสน่ห์ของความงามเพชรมีทุกอย่าง© ธิงสต็อกหลายปี การค้นพบเพชรครั้งแรกถูกเชื่อว่าจะได้รับตามริเวอร์แบงค์ชาดในอินเดียกลาง ที่อัญมณีเกิดในกรวดทรายฝากครั้งเดียว อินเดียโบราณได้อย่างแน่นอนซึ่งครั้งแรกที่ใช้เอกสารของเพชรเกิด จากเกี่ยวกับ 250BC มีคนใช้มันเป็นทรายการฝึกปรือลูกปัดแต่งานล่าสุด โดย physicist ปีเตอร์ลูจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดบอสตัน สหรัฐอเมริกา ได้ผลักดันให้กลับก่อนใช้วันมีแนวโน้มของเพชรน้อย 4500 ปีที่ผ่านมา - และอีก มันไม่ได้สำหรับความกลิทเทอร์ที่เพชรถูกใช้ ลูและเพื่อนร่วมงานของเขาได้ศึกษาชุดสวยงามมาก เกือบษะกัญญาแกนที่ได้พบในสุสานของคนรวยจากช่วงยุคหินใหม่ในประเทศจีน ใช้การเลี้ยวเบนเอกซเรย์ และสแกน microscopy อิเล็กตรอน ทีมแสดงให้เห็นว่า องค์ประกอบหลักของแกนถูกคอรันดัม ฟอร์มผลึกของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่เป็นวัสดุที่ยากที่สุดอันดับสองที่พบในธรรมชาติ วัสดุสำหรับขัดดังกล่าวมักวัสดุเพื่อชีนเหมือนกระจกเป็นสิ่งที่ได้ยาก ทีมสรุป - ซึ่งอาจหมายถึง diamond.1 เท่านั้นชาวจีนโบราณจะ มีการเคาะเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่รู้จักกันดีของเพชร ความแข็งของเพชรที่มาจากการจัดเรียงของอะตอมคาร์บอนคอมโพเนนต์เฉพาะ ต่างจากคาร์บอนระนาบ แผ่นที่สร้างแกรไฟต์ ในเพชรอะตอมเป็นโครงสร้างแบบโครงตาข่ายประกอบลูกบาศก์ซึ่งแต่ละเป็น covalently พันธะกับสี่คนอื่น ๆ ในจัดเรียง tetrahedralไม่เพียงแต่ใบหน้าสวย เพชรมีทุกอย่างอุณหภูมิต่ำสุด thermionic มลพิษของเพชรทำให้เหมาะสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์© นีลจิ้งจอก/มหาวิทยาลัยบริสตอลตอนนี้เรารู้ว่า คุณสมบัติพิเศษของไดมอนด์ขยายไกลไปไกลกว่าความแข็ง เครือข่ายของพันธบัตรโคเวเลนต์ที่แข็งแรงยังทำให้วัสดุไฟฟ้าสุดแพของแข็งใด ๆ เป็นที่รู้จัก มันยังเกิดขึ้นได้ที่อุณหภูมิต่ำดี thermionic ตัวส่ง - เมื่อผ่านความร้อน อิเล็กตรอนต้มออกจากพื้นผิวของ ทีมที่มหาวิทยาลัยบริ UK กำลังจับอิเล็กตรอน ejected เหล่านั้น และนำไปใช้ โดยการพัฒนาแผงเซลล์แสงอาทิตย์ที่ใช้เพชร นักวิจัยได้รับรางวัลเป็น Euro1 ล้านเงินช่วยเหลือ (£870 000) จากบริษัทพลังงาน E.ON สร้างอุปกรณ์ทำงาน โครงการ 3 ปีสิ้นสุดเดือนตุลาคมนี้ และส่วนประกอบทั้งหมดได้ตอนนี้ได้ พัฒนา นีลจิ้งจอก ใครเป็นผู้นำโครงการกล่าวว่า 'สิงหาคมนี้เราจะได้เก็บไว้ทั้งหมดพร้อมกัน' อุปกรณ์จะค้นหาบางสิ่งบางอย่างเช่นจานดาวเทียม หรือจานจะเน้นพลังงานแสงอาทิตย์บนชั้นบาง ๆ ของอนุภาค เพชรซึ่งจะเอาอิเล็กตรอนในสุญญากาศแคบเพื่อการเก็บอิเล็กโทรด ซึ่งพวกเขาจะทำให้คนรอบ ๆ วงจรไฟฟ้า ส่วนใหญ่ของโครงการแล้วขับลงอุณหภูมิที่เริ่มต้นที่ปล่อยก๊าซ thermionic ประมาณ 400° c ถึง 350° C หรือต่ำกว่า จะทำให้การเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพที่สุด เคล็ดลับของฟ็อกซ์แบบ monolayer ลิเธียมบนพื้นผิวของเพชร สร้าง dipole ที่ช่วยในการเตะอิเล็กตรอนส่งชำระปิดพื้นผิว ได้ "เราหวังว่า เราสามารถใช้แอมป์ของปัจจุบัน [จากเราสร้าง],' กล่าวว่า สุนัขจิ้งจอก 'เราได้แล้วได้ซึ่ง' ทำการวัด เพชรมีทุกอย่างแหล่งเพชรที่ใช้แสงเลเซอร์สีและระดับพลังงานที่ไม่ มีวัสดุอื่น ๆ© บริการ GRANADOS พงษ์ศิริและความร้อน เพชรยังได้เทคนิคที่น่าสนใจบางอย่างเมื่อมันมาถึงการโต้ตอบกับแสง ทีมที่มหาวิทยาลัยซิดนีย์ ออสเตรเลีย แม็กคัวเรียกำลังเริ่มต้นพัฒนาที่แรกใช้เพชรรามันแสงเลเซอร์ 'บนกระดาษ เพชรดูเหมือนจะมีคุณสมบัติบางอย่างดี กล่าวว่า Rich Mildren ที่นำไปสู่การทำงาน 'แต่เราไม่รู้ว่ามันจะจริงทำ' แสงเลเซอร์รามัน โดย scattering อ่อนขาวกระตุ้น ลักษณะพิเศษที่แข็งแรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเพชร ขอบคุณในส่วนโครงสร้างขอผูก และสมมาตรสูง ได้ สำหรับโปรแกรมประยุกต์ที่มากมายของวัสดุ สิ่งสุดท้ายจะให้คุณสมบัติดังกล่าวจะได้รับทาบทามเป็นวิธีทันสมัยมากขึ้นที่สามารถพัฒนาคุณภาพเพชร ในขณะที่เพชรทุกขุดจากพื้นดินจะไม่ซ้ำกัน กับข้อบกพร่องของตนเองและสิ่งสกปรก เติบโตไดมอนด์ได้สอดคล้อง แรงดันสูงแบบดั้งเดิม วิธีอุณหภูมิสูงจะเริ่มถูกแทนที่ ด้วยการสะสมไอสารเคมี (เกี่ยวกับ การแปลงก๊าซใช้คาร์บอนเช่นมีเทนเพชรบนพื้นผิว ผิว CVD ให้มากได้มากขึ้นว่าการเติบโตของเพชร 'เป็นครั้งสุดท้าย 10 หรือ 15 ปีที่เราเคยได้เพชร nanostructure เพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะ กล่าวว่า Steven Prawer ซึ่งหัวหน้า สถาบันวัสดุเมลเบิร์นมหาวิทยาลัยเมลเบิร์น ออสเตรเลีย 'สามารถเติบโต ในรูปแบบเฉพาะ และ มีคุณสมบัติเฉพาะได้อะไรได้เปิดเพชรเป็นวัสดุวิศวกรรม' Lighting the way The progress in growing high purity, low defect diamond is certainly helping Mildren. 'We've been quite lucky so far, diamond does look to be a very good laser material,' he says. Their first success has been in developing what promises to be the first practical and cost effective laser to emit yellow light.2 It's a wavelength that has important potential medical applications, from treating certain skin conditions to biomedical imaging. 'We're excited about pushing the research further to try to demonstrate diamond lasers that can perform much better than other materials,' Mildern adds. The possibilities include very high power Raman lasers - diamond's strength and thermal conductivity means that it can handle high power without melting or fracturing - and lasers that emit light at wavelengths that other materials can't, such as into the far infrared. Prawer is also looking into diamond's interactions with light, this time at the level of single photons. Single photon emitters are of great interest for secure communication technologies on which it is impossible to eavesdrop, says Prawer. 'How do you do that? You rely on the laws of quantum mechanics.' 'If we send messages just one photon at a time, then that photon carries with it quantum information,' he explains. 'If someone tried to eavesdrop, the state of the photon is changed, and you instantly know that someone is listening in.'
The difficulty is in reliably generating single photon pulses, which is where diamond comes in. 'Diamond has a unique property: if you introduce a single nitrogen atom impurity, you create a defect that shines extremely brightly - but because it's just one atom, every time it emits light it is just one photon.' Prawer and his colleagues have also created the necessary optics and electronics around the diamond crystal to turn it into the first commercial single photon source system, which is now being investigated for secure communication applications.3

Extreme environments

To a chemist, a material that is highly stable might not sound that appealing. But it is one of the key properties in many of diamond's applications, including being sent to Venus as part of Nasa's Pioneer Venus mission. Venus has a highly corrosive atmosphere, with swirling clouds of sulfuric acid. Surface temperatures and pressures on the planet can reach over 450°C and 100atm.

The scientific instruments on board the Pioneer Venus Orbiter, which circled the planet from July 1980 until May 1992, when it was sent into the Venusian atmosphere, were protected within titanium spheres. But instruments such as the infrared radiometer, which measured IR emissions, needed windows through which to sample their surroundings. No glass or plastic could survive the corrosive, high temperature environment, so diamond was selected, which is infrared transparent. Two tiny windows were fashioned from specially selected natural diamond. Today, such windows can be synthesised routinely using CVD.

Closely related to diamond's chemical inertness is its biocompatibility. This property has been shown to be retained right down to the nanoscale - unlike other nanoforms of carbon such as carbon nanotubes, whose biocompatibility remains a subject of debate. It's a property that is starting to see diamond being used in the body, from drug delivery systems to medical diagnostics to bionic implants.

Diamonds are for everything
Nanodiamonds are finding applications in medical imaging and drug delivery

© SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE/AAAS
This year, a team in the US showed how nanodiamond-based drug delivery has the potential to overcome drug resistant cancers, including breast and liver cancer. Many tumours resist treatment not because anticancer drugs aren't active, but because cancerous cells actively pump the drug out of the cell before it can take effect.
To get around this problem, Dean Ho from Northwestern University in Evanston, US, and his colleagues turned to nanodiamond as a drug delivery vehicle.4 Nanodiamonds are typically made by detonation. Exploding a mixture of trinitrotoluene (TNT) and cyclotrimethylenetrinitramine (more commonly known as RDX) produces a soot riddled with 2-8nm diamond particles. The surface of diamonds produced in this way tends to incorporate

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ไม่มีมูลค่าอีกต่อไปเพียงเพื่อความเย้ายวนใจและความทนทานของมันจะเปลี่ยนเพชรมือเพื่อการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ในการออกแบบเลเซอร์และตาไบโอนิค รายงานเจมส์มิทเชลล์อีกาในสั้นคุณสมบัติอิเล็กทรอนิกส์แสงและทางชีวภาพของเพชรเป็นจุดเริ่มต้นที่จะใช้ประโยชน์สำหรับความหลากหลายของการใช้งานที่มีความบริสุทธิ์สูงเทคนิคการผลิตเช่นไอสารเคมีสะสมสามารถให้วัสดุบริสุทธิ์กว่าเพชรธรรมชาติการปล่อยThermionic จากเพชรสามารถปรับปรุงการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ ; คุณสมบัติทางแสงที่มีการทำเลเซอร์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพ; และ nanodiamonds ชีวภาพเฉื่อยยานพาหนะมีแนวโน้มการส่งมอบยาเสพติดที่มนุษย์ได้รับการวาดให้เพชร และไม่เพียง แต่สำหรับประกายของพวกเขา ตั้งแต่การค้นพบที่เก่าแก่ที่สุดของคนดูเหมือนจะได้ชื่นชมเพชรคุณสมบัติของวัสดุเพียงเท่าเสน่ห์ความงาม. เพชรสำหรับทุกอย่าง© Thinkstock หลายปีที่ผ่านการค้นพบครั้งแรกของเพชรก็เชื่อว่าจะเกิดขึ้นตามริมฝั่งแม่น้ำหินในภาคกลางของอินเดีย ที่อัญมณีครั้งที่เกิดขึ้นในเงินฝากกรวดลุ่มน้ำ อินเดียโบราณอย่างแน่นอนที่การใช้เอกสารแรกของเพชรที่เกิดขึ้น จาก 250BC คนมีการใช้เป็นขัดเจาะลูกปัด. แต่การทำงานที่ผ่านมาโดยนักฟิสิกส์ปีเตอร์ลูจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ในบอสตัน, สหรัฐอเมริกาได้ผลักดันให้กลับวันที่มีแนวโน้มของการใช้ครั้งแรกของเพชรอย่างน้อย 4,500 ปีที่ผ่านมา - และอีกครั้ง มันไม่ได้สำหรับเพลงของพวกเขาที่เพชรถูกนำมาใช้. Lu และเพื่อนร่วมงานของเขาได้รับการศึกษาชุดขัดสูงแกนพิธีเงาเกือบที่ได้รับการพบในหลุมฝังศพของบุคคลที่ร่ำรวยจากยุคประจำเดือนในประเทศจีน ใช้การเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์และการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนทีมแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบหลักของแกนคอรันดัมเป็นรูปแบบผลึกออกไซด์อลูมิเนียมเป็นวัสดุที่ยากที่สุดที่สองที่พบในธรรมชาติ วัสดุที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการขัดผิววัสดุดังกล่าวให้เป็นเงาเหมือนกระจกเป็นสิ่งที่ยังยากที่ทีมได้ข้อสรุป - ซึ่งสามารถหมายถึง diamond.1 จีนโบราณปรากฏว่าได้รับการแตะสิ่งที่เป็นหนึ่งในคุณสมบัติของเพชรที่รู้จักกันดี ความแข็งของเพชรมาจากการจัดเรียงเฉพาะของอะตอมคาร์บอนเป็นส่วนประกอบของ ซึ่งแตกต่างจากแผ่นคาร์บอนระนาบที่ทำขึ้นแกรไฟต์เพชรอะตอมรูปแบบโครงสร้างตาข่ายลูกบาศก์ที่แต่ละคนจะถูกผูกมัด covalently ถึงสี่คนอื่น ๆ ในการจัด tetrahedral. ไม่เพียง แต่ใบหน้าสวยเพชรสำหรับทุกสิ่งที่เพชรอุณหภูมิการปล่อยthermionic ต่ำทำให้เหมาะ สำหรับพลังงานแสงอาทิตย์© NEIL ฟ็อกซ์ / มหาวิทยาลัย Bristol เรารู้ว่าตอนนี้เพชรคุณสมบัติพิเศษที่ขยายไกลมากไปกว่าความแข็ง เครือข่ายของพันธะโควาเลนที่แข็งแกร่งยังทำให้วัสดุที่นำไฟฟ้าความร้อนมากที่สุดของของแข็งที่รู้จักกันใด ๆ นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นเป็นอุณหภูมิต่ำดีเยี่ยม thermionic อีซีแอล -. เมื่อถูกความร้อนอิเล็กตรอนต้มออกจากพื้นผิวของทีมงานที่มหาวิทยาลัยบริสตอ, สหราชอาณาจักรเป็นที่ต้องการจับอิเล็กตรอนพุ่งออกมาเหล่านั้นและนำพวกเขาไปใช้งานที่ดีโดยการพัฒนา Diamond- แผงเซลล์แสงอาทิตย์ตาม นักวิจัยได้รับรางวัล Euro1 ล้านบาท (870 £ 000) ทุนจาก บริษัท พลังงาน E.ON ในการสร้างอุปกรณ์การทำงาน โครงการในปีที่สามจะสิ้นสุดลงในเดือนตุลาคมนี้และส่วนประกอบทั้งหมดที่ได้รับการพัฒนาในขณะนี้นีลฟ็อกซ์ที่เป็นผู้นำโครงการกล่าวว่า สิงหาคมนี้เราจะวางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน. อุปกรณ์จะมีลักษณะบางอย่างเช่นจานดาวเทียม สะท้อนพาราโบลาจะมุ่งเน้นพลังงานแสงอาทิตย์บนชั้นบาง ๆ ของอนุภาคเพชรซึ่งจะดีดอิเล็กตรอนข้ามสูญญากาศแคบขั้วสะสมจากการที่พวกเขาจะทำให้ทางของรอบวงจรไฟฟ้า ส่วนใหญ่ของโครงการที่ได้รับการลดอุณหภูมิที่เริ่มต้นการปล่อย thermionic จากประมาณ 400 ° C ถึง 350 ° C หรือต่ำกว่าเพื่อให้การเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพที่สุด เคล็ดลับของฟ็อกซ์เป็นในรูปแบบลิเธียมชั้นเดียวบนพื้นผิวของเพชร, การสร้างขั้วที่ช่วยในการเตะอิเล็กตรอนประจุลบออกจากพื้นผิวที่ 'เราหวังว่าเราจะประสบความสำเร็จของแอมป์ปัจจุบัน [จากต้นแบบของเรา]' ฟ็อกซ์กล่าวว่า 'เราได้มองเห็นแล้วมี. ทำมาตรการเพชรสำหรับทุกอย่างเลเซอร์เพชรที่ใช้สามารถเข้าถึงสีและระดับพลังงานที่สามารถใช้งานได้กับวัสดุอื่นๆ© EDUARDO Granados เช่นเดียวกับความร้อนเพชรนอกจากนี้ยังมีเทคนิคที่น่าสนใจบางอย่างเมื่อมันมาถึงการมีปฏิสัมพันธ์กับ แสง ทีมที่มหาวิทยาลัย Macquarie ในซิดนีย์, ออสเตรเลียจะเริ่มต้นในการพัฒนาครั้งแรกเพชรที่ใช้เลเซอร์รามัน 'บนกระดาษเพชรดูเหมือนว่ามันมีบางคุณสมบัติที่ดีจริงๆพูดว่ารวย Mildren ซึ่งนำไปสู่การทำงาน แต่เราไม่ได้รู้ว่ามันจริงจะดำเนินการ. รามันเลเซอร์การทำงานโดยกระเจิงแสงกระตุ้น, ผลกระทบที่เป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งที่แข็งแกร่งในเพชรขอบคุณในส่วนที่มันถูกผูกมัดอย่างยิ่งและโครงสร้างสมมาตรสูง สำหรับการใช้งานจำนวนมากของวัสดุสิ่งที่เป็นที่สุดที่ช่วยให้คุณสมบัติดังกล่าวจะได้รับการทาบทามเป็นวิธีที่มีความซับซ้อนมากขึ้นในการที่เพชรที่มีคุณภาพสูงสามารถปลูกได้ ในขณะที่เพชรทุกขุดออกมาจากพื้นดินที่มีความเป็นเอกลักษณ์ที่มีข้อบกพร่องของตัวเองและสิ่งสกปรกเพชรที่เพิ่มขึ้นจะช่วยให้ความมั่นคง แรงดันสูงแบบดั้งเดิมวิธีการที่อุณหภูมิสูงเป็นจุดเริ่มต้นจะถูกแทนที่โดยไอสารเคมีสะสม (CVD) ซึ่งก๊าซคาร์บอนเช่นก๊าซมีเทนจะถูกแปลงเป็นเพชรบนพื้นผิว ซีวีดีช่วยให้การควบคุมมากขึ้นกว่าวิธีเพชรเติบโต. 'มันในช่วง 10 หรือ 15 ปีที่ผ่านมาเราได้รับสามารถที่จะเพชรโครงสร้างระดับนาโนที่จะตอบสนองความต้องการโดยเฉพาะอย่างยิ่ง' สตีเว่น Prawer ที่หัวเมลเบิร์นวัสดุสถาบันที่มหาวิทยาลัยเมลเบิร์นกล่าวว่า ออสเตรเลีย ความสามารถของเราที่จะเติบโตในรูปร่างเฉพาะและมีคุณสมบัติเฉพาะคือสิ่งที่ได้เปิดเพชรเป็นวัสดุวิศวกรรม. ไฟวิธีที่ความคืบหน้าในการเจริญเติบโตมีความบริสุทธิ์สูงเพชรข้อบกพร่องต่ำแน่นอนช่วย Mildren "เราได้รับโชคดีค่อนข้างเพื่อให้ห่างไกลเพชรจะมีลักษณะที่จะเป็นวัสดุเลเซอร์ที่ดีมาก" เขากล่าวว่า ประสบความสำเร็จครั้งแรกของพวกเขาได้รับในการพัฒนาสิ่งที่สัญญาว่าจะเป็นคนแรกในทางปฏิบัติและต้นทุนที่มีประสิทธิภาพในการปล่อยเลเซอร์ light.2 สีเหลืองมันเป็นคลื่นที่มีการใช้งานทางการแพทย์ที่สำคัญที่อาจเกิดขึ้นจากการรักษาสภาพผิวบางอย่างที่จะถ่ายภาพทางการแพทย์. "เรารู้สึกตื่นเต้นเกี่ยวกับการผลักดัน การวิจัยต่อไปเพื่อพยายามที่จะแสดงให้เห็นถึงเลเซอร์เพชรที่สามารถดำเนินการได้ดีกว่าวัสดุอื่น ๆ 'Mildern เพิ่ม ความเป็นไปได้รวมถึงพลังงานที่สูงมากเลเซอร์รามัน - ความแรงของเพชรและการนำความร้อนหมายความว่ามันสามารถจัดการกับพลังงานที่สูงโดยไม่ละลายหรือพร่าพราย - และเลเซอร์ที่เปล่งแสงในช่วงความยาวคลื่นที่วัสดุอื่น ๆ ที่ไม่สามารถเช่นเข้าไปในอินฟราเรด. Prawer ยังเป็น มองเข้าไปในการมีปฏิสัมพันธ์ของเพชรที่มีแสงในครั้งนี้ในระดับของโฟตอนเดียว ปล่อยโฟตอนเดี่ยวที่น่าสนใจมากสำหรับเทคโนโลยีการสื่อสารที่ปลอดภัยที่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะแอบฟัง, Prawer กล่าวว่า 'คุณจะทำอย่างไร คุณพึ่งพากฎหมายของกลศาสตร์ควอนตัม. '' ถ้าเราส่งข้อความเพียงหนึ่งโฟตอนในเวลานั้นโฟตอนที่ดำเนินการกับมันข้อมูลควอนตัม "เขาอธิบาย . ถ้ามีคนพยายามที่จะแอบฟังรัฐของโฟตอนที่มีการเปลี่ยนแปลงและคุณทันทีรู้ว่ามีใครบางคนฟังใน 'ความยากลำบากอยู่ในความน่าเชื่อถือการสร้างพัลส์โฟตอนเดียวซึ่งเป็นที่ที่เพชรมาใน' เพชรมีคุณสมบัติที่ไม่ซ้ำกัน. ถ้าคุณแนะนำสิ่งเจือปนอะตอมไนโตรเจนเดียวคุณสร้างข้อบกพร่องที่ส่องสว่างมาก - แต่เพราะมันเป็นเพียงหนึ่งอะตอมทุกครั้งที่มันเปล่งแสงมันเป็นเพียงหนึ่งในโฟตอน '. Prawer และเพื่อนร่วมงานของเขายังได้สร้างเลนส์ที่จำเป็นและอิเล็กทรอนิกส์ทั่วเพชรคริสตัลที่จะเปิดเป็นเชิงพาณิชย์ครั้งแรกของระบบที่มาโฟตอนเดียวซึ่งขณะนี้ถูกตรวจสอบเพื่อการสื่อสารที่ปลอดภัย applications.3 สภาพแวดล้อมมากเพื่อนักเคมี, วัสดุที่สูง มั่นคงไม่อาจเสียงที่น่าสนใจ แต่มันก็เป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญในหลายโปรแกรมของเพชรรวมทั้งถูกส่งไปยังดาวศุกร์เป็นส่วนหนึ่งของนาซ่าของภารกิจสำรวจดาวศุกร์ ดาวศุกร์มีบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงมีเมฆหมุนของกรดกำมะถัน อุณหภูมิพื้นผิวและความกดดันในโลกสามารถเข้าถึงกว่า 450 องศาเซลเซียสและ 100atm. เครื่องมือที่ใช้ในทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับคณะกรรมการสำรวจดาวศุกร์ยานอวกาศซึ่งวงกลมดาวเคราะห์จากกรกฎาคม 1980 จนถึงเดือนพฤษภาคมปี 1992 เมื่อมันถูกส่งเข้าสู่บรรยากาศศุกร์, ได้รับการคุ้มครองภายในไทเทเนียม ทรงกลม แต่ตราสารเช่น Radiometer อินฟราเรดซึ่งวัดการปล่อย IR หน้าต่างที่จำเป็นผ่านทางที่จะลิ้มลองสภาพแวดล้อม ไม่มีแก้วหรือพลาสติกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงดังนั้นเพชรได้รับเลือกซึ่งเป็นอินฟราเรดโปร่งใส สองหน้าต่างเล็ก ๆ ที่ถูกทำจากเพชรธรรมชาติที่คัดสรร วันนี้หน้าต่างดังกล่าวสามารถใช้เป็นประจำสังเคราะห์ CVD. ที่เกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับความเฉื่อยทางเคมีของเพชรเป็นกันได้ทางชีวภาพของ สถานที่แห่งนี้ได้รับการแสดงที่จะถูกเก็บรักษาไว้ขวาลงไปนาโน - แตกต่าง nanoforms อื่น ๆ ของคาร์บอนเช่นท่อนาโนคาร์บอนซึ่ง biocompatibility ยังคงเป็นเรื่องของการอภิปราย มันเป็นสถานที่ที่มีการเริ่มต้นที่จะเห็นเพชรถูกนำมาใช้ในร่างกายจากระบบนำส่งยาเพื่อการวินิจฉัยทางการแพทย์เพื่อการปลูกถ่ายไบโอนิค. เพชรสำหรับทุกอย่างNanodiamonds ที่กำลังมองหาการใช้งานในการถ่ายภาพทางการแพทย์และการส่งมอบยาเสพติด©วิทยาศาสตร์การแพทย์translational / ไซแอนซ์ในปีนี้เป็นทีมงานในสหรัฐแสดงให้เห็นว่าการให้ยาตาม nanodiamond มีศักยภาพที่จะเอาชนะโรคมะเร็งดื้อยารวมทั้งเต้านมและมะเร็งตับ เนื้องอกหลายคนต่อต้านการรักษาไม่ได้เพราะยาต้านมะเร็งไม่ได้ใช้งาน แต่เนื่องจากเซลล์มะเร็งอย่างแข็งขันปั๊มยาเสพติดออกจากเซลล์ก่อนที่จะสามารถมีผลบังคับใช้. จะได้รับการแก้ไขปัญหานี้ดีนโฮจากมหาวิทยาลัยเวสเทิร์ในชิคาโก, สหรัฐอเมริกาและเพื่อนร่วมงานของเขา หันไป nanodiamond เป็นส่งยา vehicle.4 Nanodiamonds โดยทั่วไปจะทำโดยการระเบิด ระเบิดส่วนผสมของ trinitrotoluene (ที่ทีเอ็นที) และ cyclotrimethylenetrinitramine (ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น RDX) ผลิตเขม่าเต็มไปด้วยอนุภาคเพชร 2-8nm พื้นผิวของเพชรที่ผลิตในลักษณะนี้มีแนวโน้มที่จะนำมารวมกัน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ไม่เพียง แต่สำหรับมูลค่าของความเย้ายวนใจและความทนทาน เพชร ทำให้มือของโปรแกรมประยุกต์ในพลังงานแสงอาทิตย์ แบบเลเซอร์ และ ไบตา

เจมส์มิทเชลล์ในการายงานสั้น
อิเล็กทรอนิกส์ , สมบัติทางแสงและทางชีวภาพของเพชรเป็นจุดเริ่มต้นที่จะใช้สำหรับความหลากหลายของการใช้งาน
ความบริสุทธิ์สูงเทคนิคการผลิต เช่น การสะสมไอเคมีสามารถให้วัสดุที่บริสุทธิ์กว่าธรรมชาติเพชร
เธอไม นเล็ดรอดจากเพชรสามารถปรับปรุงการเก็บเกี่ยวพลังงานแสงอาทิตย์ ; ของสมบัติทางแสง ทำให้เลเซอร์ใหม่ที่มีประสิทธิภาพ และ ไบโอ เฉื่อย nanodiamonds เป็นสัญญายานพาหนะ
ส่งยาในมนุษย์ได้รับการวาดให้เพชร และไม่เพียง แต่เป็นพวกเขาตั้งแต่การค้นพบแรกสุด คนน่าจะนิยมเพชรเป็นวัสดุคุณสมบัติพอๆกับเสน่ห์ของความงาม

เพชรสำหรับทุกอย่าง



thinkstock สงวนลิขสิทธิ์ เป็นเวลาหลายปี การค้นพบครั้งแรกของเพชรเชื่อว่ามีสถานที่ถ่ายตามริมฝั่งแม่น้ำหินในภาคกลางของอินเดีย ซึ่งเคยเกิดขึ้นในอัญมณี ทรายกรวด เงินฝากธนาคารอินเดียโบราณเป็นอย่างแน่นอนที่บันทึกไว้ครั้งแรกใช้เพชรเอาสถานที่ จากเรื่อง 250bc ผู้คนมีการใช้มันเป็นขัดเจาะเม็ด

แต่ผลงานล่าสุดโดยนักฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ในบอสตัน ปีเตอร์ ลู สหรัฐอเมริกา ได้ผลักดันให้กลับวันที่แนวโน้มของเพชรก่อนใช้อย่างน้อย 4 , 500 ปีมาแล้ว และ อีก ไม่ได้ของพวกเขาที่เพชรมี แวว การใช้ .

ลู่และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ศึกษาชุดขลับ , แกนพิธีเกือบเงาที่ถูกพบในหลุมฝังศพของบุคคลที่ร่ำรวยจากช่วงเวลาสมัยหินใหม่ในประเทศจีน โดยใช้การเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์ และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ทีม พบว่า องค์ประกอบหลักของแกนคือคอรันดัมรูปแบบผลึกอลูมิเนียมออกไซด์ที่เป็นที่สองที่สุดวัสดุที่พบในธรรมชาติ วัสดุส่วนใหญ่เช่นวัสดุสำหรับขัดกระจกเหมือนเงาเป็นสิ่งที่ยากกว่า ทีมสรุป - ซึ่งอาจหมายถึงเพชร 1

คนจีนโบราณปรากฏได้รับการว่าเป็นหนึ่งในเพชรของที่ดีที่สุดที่รู้จักกันในคุณสมบัติความแข็งของเพชรที่มาจากการจัดเรียงเฉพาะขององค์ประกอบของคาร์บอนอะตอม ซึ่งแตกต่างจากระนาบแผ่นคาร์บอนที่ทำให้ไฟท์ในเพชรอะตอมรูปแบบโครงสร้างตาข่ายลูกบาศก์ซึ่งในแต่ละ covalently ผูกมัดสี่คนอื่น ๆในการจัด tetrahedral

ไม่ใช่แค่หน้าสวย


เพชรสำหรับทุกอย่างเพชรเธอไม นปล่อยอุณหภูมิต่ำทำให้เหมาะสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์

สงวนลิขสิทธิ์นีลฟ็อกซ์ / มหาวิทยาลัยบริสตัล
ตอนนี้เรารู้ว่าเพชร , คุณสมบัติที่ขยายไกลเกินกว่าความแข็ง เครือข่ายของพันธบัตรโควาเลนต์แข็งแรงยังทำให้มันมากที่สุดซึ่งนำวัสดุแข็ง ที่รู้จักกัน นอกจากนี้ยังเกิดขึ้นจะเป็นเลิศ เธอไม นอีซี - อุณหภูมิต่ำ เมื่อถูกความร้อนอิเล็กตรอนที่ต้มออกมาจากพื้นผิว
ทีมงานที่มหาวิทยาลัย Bristol , อังกฤษ , กําลังจะจับภาพเหล่านั้นพุ่งออกอิเล็กตรอนและใส่ไว้เพื่อใช้ประโยชน์โดยการพัฒนาเพชรแผงพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้ นักวิจัยที่ได้รับรางวัล euro1 ล้านบาท ( ได้รับทุนจาก E.ON 870 000 ) บริษัทพลังงานเพื่อสร้างอุปกรณ์ทำงาน สามปีที่สิ้นสุดโครงการในเดือนตุลาคมนี้ และคอมโพเนนต์ทั้งหมดได้ถูกพัฒนาขึ้นกล่าวว่า นีลฟ็อกซ์ที่เป็นผู้นำโครงการ’ สิงหาคม นี้ เราก็จะวางมันทั้งหมดเข้าด้วยกัน . . .

อุปกรณ์ลักษณะคล้ายจานดาวเทียม สะท้อนพาราโบลาจะเน้นพลังงานแสงอาทิตย์บนชั้นบางของอนุภาคเพชร ซึ่งจะออกอิเล็กตรอนในสุญญากาศแคบเพื่อเก็บไฟฟ้า ซึ่งจะทำให้ทางของพวกเขารอบวงจรไฟฟ้าส่วนใหญ่ของโครงการถูกขับลงอุณหภูมิที่เธอไม น การเริ่มต้นจากรอบ ๆ 400 องศา C ถึง 350 องศา C หรือด้านล่างเพื่อให้พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานมีประสิทธิภาพมากที่สุด เคล็ดลับของสุนัขจิ้งจอกเป็นรูปแบบอย่างลิเธียมบนพื้นผิวของเพชร สร้างโพล ช่วยเตะประจุลบหรืออิเล็กตรอนออกจากพื้นผิว