ด้วยเทคนิคการระเบิด นักวิจัยในญี่ปุ่นได้ผลิตเพชรนาโนที่เล็กที่สุดจนถึงปัจจุบัน โดยสามารถตรวจสอบความแตกต่างของอุณหภูมิในระดับจุลภาคในสภาพแวดล้อมโดยรอบได้ ด้วยการควบคุมการระเบิดอย่างระมัดระวัง ตามด้วยกระบวนการทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอนNorikazu Mizuochiและทีมงานที่มหาวิทยาลัยเกียวโตได้ประดิษฐ์เพชรนาโนเรืองแสงที่มีขนาดเล็กกว่าที่ผลิตด้วยเทคนิคที่มีอยู่ประมาณ 10 เท่า นวัตกรรมนี้สามารถปรับปรุงความสามารถของนักวิจัยอย่างมากในการศึกษา
ความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อยที่พบในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ศูนย์ซิลิกอนแวแคนซี (SiV) ในเพชรได้กลายเป็นเครื่องมือที่มีแนวโน้มดีในการวัดความแปรผันของอุณหภูมิทั่วภูมิภาคระดับนาโน ข้อบกพร่องเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่ออะตอมของคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง 2 อะตอมในตาข่ายโมเลกุลของเพชรถูกแทนที่ด้วยอะตอมของซิลิคอนเพียงอะตอมเดียว เมื่อฉายรังสีด้วยเลเซอร์ อะตอมเหล่านี้จะเรืองแสงสว่างไสวในช่วงความยาวคลื่นอินฟราเรดที่มองเห็นได้หรือช่วงใกล้อินฟราเรดที่แคบ ซึ่งจุดสูงสุดจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิของเพชรโดยรอบ
ความยาวคลื่นเหล่านี้มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบทางชีววิทยา เนื่องจากไม่เป็นอันตรายต่อโครงสร้างสิ่งมีชีวิตที่บอบบาง ซึ่งหมายความว่าเมื่อเพชรนาโนที่มีศูนย์กลาง SiV ถูกฉีดเข้าไปในเซลล์ พวกมันสามารถตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในระดับจุลภาคของการตกแต่งภายในด้วยความแม่นยำในระดับต่ำกว่าเคลวิน ทำให้นักชีววิทยาสามารถศึกษาปฏิกิริยาทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ได้อย่างใกล้ชิด
จนถึงตอนนี้ เพชรนาโน SiV ส่วนใหญ่ถูกผลิตขึ้นผ่านเทคนิคต่างๆ ซึ่งรวมถึงการสะสมไอเคมี และการทำให้คาร์บอนแข็งมีอุณหภูมิสูงและความดันสูง อย่างไรก็ตาม สำหรับตอนนี้ วิธีการเหล่านี้สามารถสร้างเพชรนาโนที่มีขนาดประมาณ 200 นาโนเมตรเท่านั้น ซึ่งยังคงใหญ่พอที่จะทำลายโครงสร้างเซลล์ที่บอบบางได้ในการศึกษาของพวกเขา Mizuochi และทีมได้พัฒนาวิธีการทางเลือก โดยในขั้นแรก พวกเขาผสมซิลิกอนเข้ากับส่วนผสมของวัตถุระเบิดที่คัดสรรมาอย่างดี หลังจากจุดชนวนส่วนผสมในบรรยากาศ CO 2แล้ว พวกเขาบำบัดผลิตภัณฑ์จากการระเบิดด้วยกระบวนการหลายขั้นตอน ซึ่งรวมถึง: ขจัดเขม่าและสิ่งสกปรกที่เป็นโลหะด้วยกรดผสม เจือจางและล้างผลิตภัณฑ์ด้วยน้ำปราศจากไอออน
เคลือบนาโนไดมอนด์ที่ยังคงอยู่ด้วยพอลิเมอร์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ
สุดท้าย นักวิจัยใช้เครื่องหมุนเหวี่ยงเพื่อกรองเพชรนาโนที่มีขนาดใหญ่กว่า ผลลัพธ์ที่ได้คือชุดของ SiV nanodiamonds ทรงกลมที่มีขนาดเฉลี่ยประมาณ 20 นาโนเมตร: นาโนไดมอนด์ที่เล็กที่สุดที่เคยใช้เพื่อแสดงเทอร์โมมิเตอร์โดยใช้ข้อบกพร่องของโครงตาข่ายโฟโตลูมิเนสเซนต์ จากการทดลองหลายชุด มิซูโอจิและเพื่อนร่วมงานสังเกตการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นที่ชัดเจนในสเปกตรัมโฟโตลูมิเนสเซนต์ของเพชรนาโนของพวกเขา ที่อุณหภูมิตั้งแต่ 22 ถึง 45 °C ซึ่งครอบคลุมความแปรผันที่พบในระบบของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่
ความสำเร็จของวิธีการนี้เป็นการเปิดประตูสำหรับเทอร์โมมิเตอร์แบบไม่รุกรานที่มีรายละเอียดมากขึ้นจากภายในเซลล์ ต่อไป ทีมงานตั้งเป้าที่จะเพิ่มจำนวนศูนย์ SiV ในเพชรนาโนแต่ละเม็ด ทำให้พวกมันมีความไวต่อสภาพแวดล้อมทางความร้อนมากยิ่งขึ้น ด้วยการปรับปรุงเหล่านี้ นักวิจัยหวังว่าโครงสร้างเหล่านี้สามารถนำมาใช้เพื่อศึกษาออร์แกเนลล์ ซึ่งเป็นหน่วยย่อยของเซลล์ที่เล็กกว่าและบอบบางกว่า ซึ่งมีความสำคัญต่อการทำงานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด
วิทยาศาสตร์เผชิญกับวิกฤตความสามารถในการทำซ้ำ เนื่องจากจำนวนผลการวิจัยทั้งหมดเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นักวิจัยจึงต้องการตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้ว่าควรเชื่อถืออะไรและใคร กระบวนการตรวจสอบโดยเพื่อนยังคงเป็นรากฐานของความสมบูรณ์ของการวิจัย และในการสัมมนาผ่านเว็บ IOP Peer Review Excellence พิเศษนี้ เราจะแนะนำคุณเกี่ยวกับสิ่งที่เราทำที่ IOP Publishing และสิ่งที่คุณสามารถทำได้ในฐานะผู้ตรวจทานเพื่อสนับสนุน เราจะพูดถึงหัวข้อต่างๆ รวมถึงประเภทของการประพฤติมิชอบในการวิจัย จริยธรรมในการวิจารณ์โดยเพื่อน การแจ้งเบาะแสในฐานะผู้ตรวจสอบ และการฝึกอบรมและการรับรองเพิ่มเติมใดที่มีให้สำหรับคุณ
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
