Nanodiam: Sensor Magnet yang Sangat Tepat untuk Aplikasi Biomedis dan Kuantum
Nanodiam
Nanodiam adalah partikel berstruktur diamond lebih kecil dari 10 nm, terbentuk sebagai sisa ketika TNT atau Hexogen meledak dalam lingkungan terbatas. Kekekalan mekanis eksepsional, kejelasan optik, luas permukaan tinggi, dan kimia permukaan yang dapat disesuaikan menjadikannya ideal untuk spektrum aplikasi yang luas, dari tribologi dan pengiriman obat hingga bio-citra dan rekayasa jaringan. Karena mereka non-toksis dan dapat meniru protein, nanodiam juga digunakan sebagai pengisi dalam nanokomposit dan di berbagai industri berperforma tinggi seperti penerbangan antariksa, mesin presisi, optik, manufaktur otomotif, dan pelumas canggih. Mengukur Medan Magnet
Peneliti di Universitas California, Santa Barbara telah mempioneer pendekatan resonansi spina elektron (ESR) yang menggabungkan nanodiam dengan laser untuk mengkuantifikasi medan magnet lokal dalam media cair. Teknik
Metode ini mengeksploitasi pusat nitrogen-vakansi (NV) dalam nanodiam. Sinar laser yang difokuskan erat membentuk pincet optik yang menarik partikel dielektrik ke titik fokusnya, melayang dan menangkap mereka tanpa kontak fisik. Dengan mentransfer fokus laser melalui cairan, partikel dapat ditempatkan dengan presisi nanometer. Pengukuran ESR kemudian meneliti struktur tingkat energi pusat NV melalui efek Zeeman, mengungkapkan medan magnet di sekitarnya dengan sensitivitas tinggi. Penggunaan
Platform sensor optik semua, bebas kabel, ini dapat memantau berbagai fenomena, termasuk proses seluler dalam, sel elektrokimia, katalisis permukaan, dan membran lipid. Ini juga menawarkan kemungkinan untuk memvisualisasikan medan elektromagnetik di sekitar neuron dan struktur biologis lainnya yang sulit diwawancarai dengan teknik konvensional. Berkat waktu koherensi spin yang lama bahkan pada suhu ruang, pusat NV berfungsi sebagai sond kuantum yang andal, memungkinkan baca ulang dan re-inisialisasi berulang. Nanodiam dapat ditempatkan di mana saja dalam sampel, dilacak, dan diberi tag, membuka jalan baru dalam penelitian biofisika sub-mikron.
