纳米金刚石：生物医学与量子应用的超精准磁传感器
纳米金刚石
纳米金刚石是小于10 nm的金刚石结构颗粒，由TNT或六亚甲基四胺在受限环境爆轰残留形成。其卓越机械强度、光学透明度、高比表面积、可调表面化学，使其适用从摩擦学、药物递送到生物成像、组织工程的广泛应用。因无毒且能模拟蛋白质，纳米金刚石也用作纳米复合材料填料，及航空航天、精密加工、光学、汽车制造、高级润滑剂等高性能行业。
磁场测量
加州大学圣塔芭芭拉分校研究者开创电子自旋共振（ESR）法，将纳米金刚石与激光耦合，量化液体介质中局域磁场。
技术原理
该法利用纳米金刚石中的氮-空位（NV）色心。聚焦激光束形成光学镊子，吸引介电颗粒至焦点，实现无接触悬浮捕获。平移激光焦点可纳米精度定位颗粒。ESR测量通过塞曼效应探测NV色心能级结构，高灵敏度揭示周围磁场。
用途
这种全光学、无线传感器平台可监测多样现象：细胞内过程、电化学池、表面催化、脂质膜。还能可视化神经元等难以用常规技术探测的生物结构周围电磁场。得益于室温下长自旋相干时间，NV色心作为可靠量子探针，支持反复读取和重新初始化。纳米金刚石可定位于样品任意处、追踪、标记，为亚微米生物物理研究开辟新天地。
纳米材料