De acordo com pt.wedoany.com-A Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO) da Austrália está colaborando com a Universidade de Melbourne e o Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia Quântica do Japão (QST) para transformar partículas de diamante industrial de baixo custo em nanodiamantes de precisão adequados para tecnologias de sensoriamento quântico.

O projeto visa estabelecer uma rota de fabricação escalável e de menor custo para materiais de diamante de grau quântico. Esse material pode ser produzido domesticamente na Austrália para reduzir a dependência de cadeias de suprimento internacionais e apoiar o plano mais amplo de desenvolvimento de tecnologias quânticas do país.

Diamantes especialmente tratados podem atuar como sensores quânticos de alta sensibilidade para detectar sinais magnéticos fracos gerados por moléculas próximas. Essa capacidade pode ser aplicada em análises químicas, monitoramento ambiental, diagnósticos médicos, sistemas de defesa e futuras tecnologias de computação quântica.

A função de sensoriamento depende de defeitos em escala atômica na estrutura cristalina do diamante — centros de vacância de nitrogênio (NV). Esses defeitos permitem que o diamante responda a variações em campos magnéticos, elétricos, temperatura e outras condições ambientais, funcionando como sensores em escala nanométrica.

Os pesquisadores estão focados em desenvolver métodos para criar centros NV estáveis e eficazes próximos à superfície dos nanodiamantes. Essa localização é crucial para alcançar o desempenho ideal de sensoriamento. O processo envolve a criação de vacâncias na rede cristalina do diamante e sua combinação com átomos de nitrogênio para formar centros de sensoriamento.

Espera-se que a tecnologia promova uma fabricação química mais limpa e segura, melhorando a detecção e identificação de produtos químicos em misturas complexas. As aplicações potenciais futuras incluem a detecção de biomarcadores de doenças e poluentes ambientais em quantidades vestigiais.

Muitos sistemas quânticos baseados em diamante existentes dependem de materiais de diamante monocristalino escassos e caros. Ao desenvolver uma rota escalável para nanodiamantes com centros NV prontos para sensoriamento, os pesquisadores visam reduzir os custos de produção e expandir o alcance das tecnologias de sensoriamento quântico.

A parceria com o QST permite que a equipe de pesquisa utilize instalações especializadas de feixes quânticos e irradiação atualmente indisponíveis na Austrália. A colaboração visa desenvolver expertise local e, eventualmente, estabelecer capacidade doméstica para produzir materiais de diamante de grau quântico, reduzindo a dependência de grandes instalações no exterior.

O projeto é financiado pelo Fundo de Diplomacia Global em Ciência e Tecnologia do governo australiano e faz parte de uma colaboração científica mais ampla entre Austrália e Japão.

Na próxima fase do projeto, os pesquisadores se concentrarão em melhorar a consistência e o desempenho dos nanodiamantes, incluindo a otimização do posicionamento dos centros NV e o aprimoramento do tratamento de superfície para aumentar a estabilidade do sensoriamento. Esses materiais também serão testados e validados em aplicações práticas de sensoriamento.

O objetivo de longo prazo é estabelecer uma capacidade de fabricação australiana de ponta a ponta para materiais de diamante de grau quântico, apoiando a participação da indústria local na emergente cadeia de suprimento global de tecnologias quânticas.

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