هيئة البحوث الأسترالية بالتعاون مع المعهد الياباني الوطني للعلوم والتكنولوجيا الكمومية لتطوير ألماس نانوي لأجهزة الاستشعار الكمومية

أخبار ar.wedoany.com، تتعاون هيئة البحوث الأسترالية (CSIRO) مع جامعة ملبورن (University of Melbourne) والمعهد الياباني الوطني للعلوم والتكنولوجيا الكمومية (QST) لتحويل حبيبات الألماس الصناعية منخفضة التكلفة إلى ألماس نانوي دقيق مناسب لتقنيات الاستشعار الكمومي.

يهدف هذا المشروع إلى إنشاء مسار تصنيع قابل للتوسع وأقل تكلفة للمواد الألماسية ذات المستوى الكمومي، والتي يمكن إنتاجها محلياً في أستراليا لتقليل الاعتماد على سلاسل التوريد الدولية، ودعم خطط تطوير التكنولوجيا الكمومية الأوسع في البلاد.

يمكن للألماس المعالج هندسياً بشكل خاص أن يعمل كأجهزة استشعار كمومية عالية الحساسية للكشف عن الإشارات المغناطيسية الضعيفة الناتجة عن الجزيئات القريبة. ويمكن تطبيق هذه القدرة في التحليل الكيميائي، والمراقبة البيئية، والتشخيص الطبي، وأنظمة الدفاع، وتقنيات الحوسبة الكمومية المستقبلية.

تعتمد وظيفة الاستشعار على العيوب الذرية داخل البنية البلورية للألماس، وهي مراكز النيتروجين-الفراغ (NV). تمكن هذه العيوب الألماس من الاستجابة للتغيرات في المجالات المغناطيسية والكهربائية ودرجة الحرارة والظروف البيئية الأخرى، مما يسمح له بالعمل كمستشعر نانوي.

يركز الباحثون على تطوير طرق لإنشاء مراكز NV مستقرة وفعالة بالقرب من سطح الألماس النانوي. هذا الموقع ضروري لتحقيق أداء استشعار أمثل. تتضمن العملية إنشاء فراغات في الشبكة البلورية للألماس وربطها بذرات النيتروجين لتشكيل مراكز الاستشعار.

من المتوقع أن تساهم هذه التقنية في دفع عجلة التصنيع الكيميائي الأنظف والأكثر أماناً من خلال تحسين كشف وتحديد المواد الكيميائية في المخاليط المعقدة. تشمل التطبيقات المستقبلية المحتملة أيضاً كشف المؤشرات الحيوية للأمراض والملوثات البيئية النزرة.

تعتمد العديد من الأنظمة الكمومية القائمة على الألماس حالياً على مواد ألماس أحادية البلورة نادرة ومكلفة. من خلال تطوير مسار قابل للتوسع للألماس النانوي المزود بمراكز NV الجاهزة للاستشعار، يهدف الباحثون إلى خفض تكاليف الإنتاج وتوسيع نطاق تطبيقات تقنيات الاستشعار الكمومي.

يتيح التعاون مع QST للفريق البحثي استخدام مرافق متخصصة للحزم والإشعاع الكمومي غير المتوفرة حالياً في أستراليا. يهدف هذا التعاون إلى بناء الخبرات المحلية، وفي نهاية المطاف، إنشاء قدرة إنتاجية محلية للمواد الألماسية ذات المستوى الكمومي، مما يقلل الاعتماد على المرافق الخارجية الكبيرة.

يحصل هذا المشروع على تمويل من صندوق الدبلوماسية العلمية والتكنولوجية العالمي التابع للحكومة الأسترالية (Global Science and Technology Diplomacy Fund)، وهو جزء من التعاون العلمي الأوسع بين أستراليا واليابان.

في المرحلة التالية من المشروع، سيركز الباحثون على تحسين اتساق وأداء الألماس النانوي، بما في ذلك تحسين تحديد مواقع مراكز NV وتحسين المعالجة السطحية لتعزيز استقرار الاستشعار. كما سيتم اختبار هذه المواد والتحقق من صحتها في تطبيقات استشعار عملية.

الهدف طويل الأمد هو إنشاء قدرة تصنيع أسترالية متكاملة للمواد الألماسية ذات المستوى الكمومي، لدعم مشاركة الصناعة المحلية في سلسلة التوريد العالمية الناشئة للتكنولوجيا الكمومية.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com