用于磁性传感器的纳米金刚石
纳米金刚石
纳米金刚石是直径小于 10 纳米的金刚石结构颗粒，是密闭空间中 TNT 或 Hexogen 爆炸的残余物。纳米金刚石具有优异的机械和光学性能、高表面积和可调的表面结构。纳米金刚石在摩擦学、药物输送、生物成像和组织工程、生物医学应用方面具有广泛的潜在应用，因为它们也是无毒的，如蛋白质模拟物和纳米复合材料的填充材料。纳米金刚石具有完善的机械性能，广泛应用于航天、飞机制造、信息产业、精密机械、光学仪器、汽车制造、化工塑料和润滑油等各个行业。
测量磁场
加州大学圣巴巴拉分校的研究人员开发了一种涉及纳米金刚石和激光的电子自旋共振技术，用于测量液体环境中的局部磁场。
技术
该技术依赖于测量使用光镊捕获的纳米金刚石中 NV 中心的电子自旋共振。纳米金刚石中的 NV 中心使用单束激光束捕获，该束激光束如此紧密聚焦，介电粒子被拉到光束焦点，而不是被光束向前推动。粒子因此被保持在焦点中，被光学悬浮和捕获。通过相对于流体环境移动激光焦点，可以使用全光学技术选择放置粒子的位置，而无需电线或物理接触。
电子自旋共振用于测量能量-利用塞曼效应监测纳米金刚石中 NV 传感器检测到的磁场的 NV 中心的水平结构。
用途
该方法可用于监测生物细胞过程中发生的各种现象，研究电化学细胞等设备，了解生物电化学细胞、表面催化或脂质膜，以可视化可能难以实现的重要生物和化学结构。用传统技术探测，甚至对大脑神经元周围的电磁场成像。
金刚石中的氮空位 (NV) 中心即使在室温下也具有很长的自旋相干时间，因此缺陷中的量子自旋需要时间从它们的原始位置翻转，使它们能够被可靠地读出并在需要时重新初始化。因此，这些结构可以用作量子探针来检测其周围的磁场。纳米金刚石可以以纳米精度放置在样品中的任何位置，并可以随意移动，以便在亚微米生物物理系统中进行传感、跟踪和标记。
纳米材料