Toen glasblazer Karen Cunningham uit Adelaide kunst maakte met diamant en glas, had ze geen idee dat dit een nieuw soort hybride materiaal zou inspireren. Nu een consortium van wetenschappers, waaronder van RMIT University en University of Adelaide, gebruikt de technologie om een ​​nieuwe klasse kwantumsensoren te maken.

De studie gepubliceerd in APL-materialen onthult hoe hoogwaardige diamantsensoren kunnen worden gemaakt met behulp van conventionele glasvezels.

Door diamantdeeltjes op micronschaal in te bedden in de dwarsdoorsnede van een silicaatglasvezel, het team heeft het gebruik aangetoond van een robuust vezelmateriaal dat magnetische velden kan detecteren.

Hoofdauteur van de studie en Dr. Dongbi Bai van de RMIT School of Science zei dat het een opwindende prestatie was die de deur opende voor vele toepassingen in onderwatermonitoring, mijnbouw en daarbuiten.

"Hierdoor kunnen we goedkope kwantumsensornetwerken maken die veranderingen in magnetisch veld kunnen volgen, met veel handige toepassingen en de antwoorden op vragen waar we nog niet aan hebben gedacht, " ze zei.

Diamant is een van de koploperstechnologieën voor het detecteren van kwantummagnetische velden, met toepassingen zo divers als hersenscans, navigatie en minerale exploratie.

Maar, diamantdeeltjes moeten worden bekeken door high-end microscopen die niet geschikt zijn voor langdurig gebruik of in het veld.

University of Adelaide adjunct-directeur van het Institute for Photonics and Advanced Sensing, Heike Ebendorff-Heidepriem, zei dat het team al tien jaar aan het werk was om dit probleem te omzeilen.

"Maar omdat diamant bij hoge temperaturen brandt, we zijn beperkt in de bril die we kunnen gebruiken, " voegde ze eraan toe.

Het team heeft veel geleerd van deze zogenaamde 'softglasses', ' maar deze glazen zijn niet-standaard en niet zo goed in het geleiden van licht als conventionele silicavezels, zoals die worden gebruikt in het Nationaal Breedbandnetwerk.

Van kunst tot wetenschap

Dit is waar glaskunstenaar Karen Cunningham in beeld komt. Ze maakte kunst met nanodeeltjes om te laten zien hoe licht door glas beweegt en was gefascineerd door de diamanten die Heike en haar collega's in haar onderzoek gebruikten.

"We gaven Karen enkele van onze grotere diamanten om te zien hoe ze werkten, Professor Brant Gibson van de RMIT School of Science, uitgelegd.

De diamanten die hij aan Karen gaf, hadden een diameter van ongeveer een micron, die 50 keer kleiner is dan de breedte van een mensenhaar.

"Voor het grootste deel van ons werk deze diamanten zijn gewoon te groot, dus we gebruiken ze voornamelijk om te testen, " hij zei.

ongelooflijk, de diamanten overleefden Karens glasblazen, en maakten deel uit van haar tentoonstelling in JamFactory in Adelaide, anno 2017.

"Voor ons, het was het gloeilampmoment en we wisten dat we diamantsensoren konden maken in meer conventionele glasvezels, ' zei Heik.

Om van Karens kunst naar prototypesensoren te gaan, waren nog drie jaar testen en fabricage nodig. verklaarde Dr. Dongbi Bai.

"Het is altijd hard werken om van het idee naar het product te gaan, maar ik ben zo opgewonden door wat we hebben bereikt, en nog meer opgewonden over waar deze nieuwe kwantumsensor ons kan brengen, " ze zei.