नैनोडायमंड: Difference between revisions

From Vigyanwiki
No edit summary
m (13 revisions imported from alpha:नैनोडायमंड)
 
(11 intermediate revisions by 3 users not shown)
Line 1: Line 1:
{{short description|Extremely small diamonds used for their thermal, mechanical and optoelectronic properties}}
{{short description|Extremely small diamonds used for their thermal, mechanical and optoelectronic properties}}
[[File:Popigai nanodiamonds.jpg|thumb|पोपिगई प्रभाव संरचना, साइबेरिया, रूस से प्राकृतिक नैनोडायमंड समुच्चय।<ref name=popigai>{{cite journal|doi=10.1038/srep14702|pmid=26424384|pmc=4589680|title=प्रभाव क्रेटर से शुद्ध नैनो-पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे की प्राकृतिक घटना|journal=Scientific Reports|volume=5|pages=14702|year=2015|last1=Ohfuji|first1=Hiroaki|last2=Irifune|first2=Tetsuo|last3=Litasov|first3=Konstantin D.|last4=Yamashita|first4=Tomoharu|last5=Isobe|first5=Futoshi|last6=Afanasiev|first6=Valentin P.|last7=Pokhilenko|first7=Nikolai P.|bibcode=2015NatSR...514702O}}</ref>|243x243px]]
[[File:Popigai nanodiamonds.jpg|thumb|पोपिगई प्रभाव संरचना, साइबेरिया, रूस का प्राकृतिक नैनोडायमंड समूह।<ref name=popigai>{{cite journal|doi=10.1038/srep14702|pmid=26424384|pmc=4589680|title=प्रभाव क्रेटर से शुद्ध नैनो-पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे की प्राकृतिक घटना|journal=Scientific Reports|volume=5|pages=14702|year=2015|last1=Ohfuji|first1=Hiroaki|last2=Irifune|first2=Tetsuo|last3=Litasov|first3=Konstantin D.|last4=Yamashita|first4=Tomoharu|last5=Isobe|first5=Futoshi|last6=Afanasiev|first6=Valentin P.|last7=Pokhilenko|first7=Nikolai P.|bibcode=2015NatSR...514702O}}</ref>|401x401px]]'''नैनोडायमंड''' या '''हीरे के अतिसूक्ष्म कण''' 100 नैनोमीटर से कम आकार वाले हीरे के कण होते हैं जो किसी विस्फोट या उल्कापिंड के प्रभाव जैसी घटनाओं से उत्पन्न हो सकते हैं।<ref name="popigai" /> बड़े पैमाने पर संश्लेषण, सतह क्रियाशीलता की क्षमता और उच्च जैव अनुकूलता के कारण नैनोडायमंड को जैविक, इलेक्ट्रॉनिक और क्वांटम इंजीनियरिंग के अनुप्रयोगों में एक संभावित धातु के रूप में प्रयोग किया जाता है।<ref name=popigai/><ref name="refname1" />
[[File:Natural nanodiamond TEM.jpg|thumb|पोपिगई नैनोडायमंड्स की आंतरिक संरचना।<ref name=popigai/>|240x240px]]
[[File:Synthetic nanodiamond TEM.jpg|thumb|सिंथेटिक नैनोडायमंड्स की आंतरिक संरचना।<ref name=popigai/>|229x229px]]
[[File:Detonationdiamond.jpg|thumb|right|upright|[[विस्फोट नैनोडायमंड]]्स का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ]]नैनोडायमंड्स या हीरे के नैनोकण 100 नैनोमीटर से कम आकार वाले हीरे हैं।<ref name="refname1" /> वे किसी विस्फोट या उल्कापिंड के प्रभाव जैसी प्रभावकारी घटनाओं से उत्पन्न हो सकते हैं। उनके सस्ते, बड़े पैमाने पर संश्लेषण, सतह क्रियाशीलता की क्षमता और उच्च जैव अनुकूलता के कारण, नैनोडायमंड्स को जैविक और इलेक्ट्रॉनिक अनुप्रयोगों और क्वांटम इंजीनियरिंग में एक संभावित सामग्री के रूप में व्यापक रूप से जांचा जाता है।<ref name=giz14>{{cite news |title= कैसे ये सूक्ष्म हीरे भविष्य को आकार देंगे|first=Ashley |last=Feinberg |date=April 9, 2014  |publisher=Gizmodo |url=https://gizmodo.com/how-these-microscopic-diamonds-are-going-to-shape-the-f-1459620387}}</ref><ref>{{cite journal|pmid=22179567|year=2011|last1=Mochalin|first1=V. N.|last2=Shenderova|first2=O.|last3=Ho|first3=D.|last4=Gogotsi|first4=Y.|title=नैनोडायमंड्स के गुण और अनुप्रयोग|journal=Nature Nanotechnology|volume=7|issue=1|pages=11–23|doi=10.1038/nnano.2011.209}}</ref>  


{{toclimit|3}}


[[File:Detonationdiamond.jpg|thumb|right|upright|[[विस्फोट नैनोडायमंड]] का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ]]
[[File:Synthetic nanodiamond TEM.jpg|thumb|कृत्रिम नैनोडायमंड की आंतरिक संरचना।<ref name="popigai" />|229x229px]]
[[File:Detonationdiamond.jpg|thumb|right|upright|[[विस्फोट नैनोडायमंड|विस्फोट]] नैनोडायमंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ]]
== इतिहास ==
== इतिहास ==
{{see also|विस्फोट नैनोडायमंड}}
{{see also|विस्फोट नैनोडायमंड}}
 
[[File:Natural nanodiamond TEM.jpg|thumb|कृत्रिम नैनोडायमंड की आंतरिक संरचना।]]
1963 में, ऑल-यूनियन रिसर्च इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्निकल फिजिक्स के सोवियत वैज्ञानिकों ने देखा कि नैनोडायमंड्स परमाणु विस्फोटों द्वारा बनाए गए थे जो कार्बन-आधारित ट्रिगर विस्फोटकों का उपयोग करते थे।<ref name=giz14/><ref name="refname6" />
1963 में केंद्रीय तकनीकी भौतिकी अनुसंधान संस्थान के सोवियत वैज्ञानिकों ने देखा कि नैनोडायमंड परमाणु विस्फोटों द्वारा बनाए गए थे जो कार्बन-आधारित ट्रिगर विस्फोटकों का उपयोग करते थे।<ref name="refname6" />
==संरचना और रचना==
==संरचना==
हीरे के नैनोकणों की संरचना में तीन मुख्य पहलू हैं जिन्हें समग्र आकार, कोर और सतह माना जाता है। कई विवर्तन प्रयोगों के माध्यम से, यह निर्धारित किया गया है कि हीरे के नैनोकणों का समग्र आकार या तो गोलाकार या अण्डाकार है।<ref name="refname2" /> हीरे के नैनोकणों के मूल में एक हीरे का पिंजरा होता है, जो मुख्य रूप से कार्बन से बना होता है।[6] जबकि कोर हीरे की संरचना से काफी मिलता जुलता है, हीरे के नैनोकणों की सतह वास्तव में ग्रेफाइट की संरचना से मिलती जुलती है। एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि सतह में मुख्य रूप से कार्बन होते हैं, जिनमें उच्च मात्रा में फिनोल, पायरोन और सल्फोनिक एसिड होते हैं, साथ ही कार्बोक्जिलिक एसिड समूह, हाइड्रॉक्सिल समूह और एपॉक्साइड समूह भी होते हैं, हालांकि कम मात्रा में।<ref name="refname3" /> कभी-कभी, हीरे के नैनोकणों की संरचना में नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र जैसे दोष पाए जा सकते हैं। 15एन एनएमआर अनुसंधान ऐसे दोषों की उपस्थिति की पुष्टि करता है।<ref name="refname4" /> एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि हीरे के नैनोकणों के आकार के साथ नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों की आवृत्ति कम हो जाती है।<ref name="refname5" />
नैनोडायमंड की संरचना में तीन मुख्य दृष्टिकोण हैं जिन्हें समग्र आकार, कोर और सतह माना जाता है। कई विवर्तन प्रयोगों के माध्यम से यह निर्धारित किया गया है कि नैनोडायमंड का समग्र आकार या तो गोलाकार या अण्डाकार होता है।<ref name="refname2" /> नैनोडायमंड के कोर में एक हीरे का पिंजरा होता है जो मुख्य रूप से कार्बन से बना होता है जबकि कोर हीरे की संरचना के लगभग बराबर होता है, नैनोडायमंड की सतह वास्तव में ग्रेफाइट की संरचना से बनी होती है। एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि सतह में मुख्य रूप से कार्बन होते हैं, जिनमें उच्च मात्रा में फिनोल, पायरोन और सल्फोनिक अम्ल होते हैं। हालांकि अपेक्षाकृत कम मात्रा में साथ ही कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह, हाइड्रॉक्सिल समूह और एपॉक्साइड समूह भी होते हैं।<ref name="refname3" /> कभी-कभी नैनोडायमंड की संरचना में नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र जैसे दोष पाए जा सकते हैं। सामान्यतः जो 15n एनएमआर अनुसंधान जैसे दोषों की उपस्थिति की पुष्टि करते है।<ref name="refname4" /> एक हालिया अध्ययन से यह भी पता चलता है कि नैनोडायमंड के आकार के साथ नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों की आवृत्ति अपेक्षाकृत कम हो जाती है।<ref name="refname5" />


{|style="margin: 0 auto;"
{|style="margin: 0 auto;"
| [[File:"Diamond" Structure.png|thumb|upright|alt=Robed woman, seated, with sword on her lap|चित्र 1: क्लासिक "डायमंड" संरचना: चार परमाणुओं से भरे टेट्राहेड्रल छिद्रों वाला चेहरा-केंद्रित घन|link=index.php?title=File:%22Diamond%22_Structure.png]]
| [[File:"Diamond" Structure.png|thumb|upright|alt=Robed woman, seated, with sword on her lap|चित्र 1: क्लासिक डायमंड संरचना: चार परमाणुओं से भरा टेट्राहेड्रल छिद्रों वाला आयताकार केंद्रित घन]]
| [[File:Nitrogen-Vacancy Center.PNG|thumb|upright|alt=Robed woman, standing, holding a sword|चित्र 2: नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र का ए देखें: नीला परमाणु कार्बन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है, लाल परमाणु कार्बन परमाणु के स्थान पर नाइट्रोजन परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है, और पीला परमाणु एक जाली रिक्ति का प्रतिनिधित्व करता है]]
| [[File:Nitrogen-Vacancy Center.PNG|thumb|alt=Robed woman, standing, holding a sword|चित्र 2: नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र का दृश्य (A): नीला परमाणु कार्बन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है, लाल परमाणु कार्बन परमाणु के स्थान पर नाइट्रोजन परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है और पीला परमाणु एक जाली रिक्ति गैस का प्रतिनिधित्व करता है।|241x241px]]
| [[File:View B of Nitrogen-vacancy Center.png|thumb|upright|alt=Monument of robed woman, standing, holding a crown in one hand and a partly sheathed sword in another|चित्र 3: नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र का दृश्य बी]]
| [[File:View B of Nitrogen-vacancy Center.png|thumb|upright|alt=Monument of robed woman, standing, holding a crown in one hand and a partly sheathed sword in another|चित्र 3: नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र का दृश्य (B)]]
|}
|}
==उत्पादन विधियाँ==
 
[[File:Graphitic Carbon.png|thumb|चित्र 4: ग्रेफाइटिक कार्बन (विस्फोट संश्लेषण के उपोत्पाद के रूप में उत्पादित; वैन डेर वाल्स इंटरैक्शन आंशिक रूप से दिखाया गया है)|231x231px]]विस्फोटों के अतिरिक्त, संश्लेषण के तरीकों में हाइड्रोथर्मल संश्लेषण, आयन बमबारी, लेजर बमबारी, माइक्रोवेव प्लाज्मा रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक, अल्ट्रासाउंड संश्लेषण,<ref>{{Cite web|url=https://www.hielscher.com/ultrasonic-synthesis-of-nanodiamonds.htm|title=नैनोडायमंड्स का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण|website=www.hielscher.com}}</ref> और विद्युत रासायनिक संश्लेषण शामिल हैं।<ref name="refname8" /> इसके अतिरिक्त, उच्च दबाव और उच्च तापमान के तहत ग्रेफाइटिक C3N4 के अपघटन से बड़ी मात्रा में उच्च शुद्धता वाले हीरे के नैनोकण प्राप्त होते हैं।<ref name="refname9" /> हालाँकि, नैनोडायमंड्स का विस्फोट संश्लेषण नैनोडायमंड्स के व्यावसायिक उत्पादन में उद्योग मानक बन गया है: सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला विस्फोटक ट्रिनिट्रोटोलुइन और हेक्सोजेन या ऑक्टोजन का मिश्रण है।<ref name="refname7" /> विस्फोट अक्सर एक सीलबंद, ऑक्सीजन मुक्त, स्टेनलेस स्टील कक्ष में किया जाता है और 5 एनएम औसत नैनोडायमंड्स और अन्य ग्रेफाइटिक यौगिकों का मिश्रण प्राप्त होता है।<ref name="refname9" /> विस्फोट संश्लेषण में, हीरे के नैनोकणों के ऑक्सीकरण को रोकने के लिए ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में 15 GPa से अधिक दबाव और 3000K से अधिक तापमान पर नैनोडायमंड बनते हैं। सिस्टम के तेजी से ठंडा होने से नैनोडायमंड की पैदावार बढ़ जाती है क्योंकि ऐसी परिस्थितियों में हीरा सबसे स्थिर चरण रहता है।<ref name="refname9" /> विस्फोट संश्लेषण में गैस-आधारित और तरल-आधारित शीतलक जैसे आर्गन और पानी, पानी-आधारित फोम और बर्फ का उपयोग किया जाता है।<ref name="refname9" /> क्योंकि विस्फोट संश्लेषण के परिणामस्वरूप नैनोडायमंड कणों और अन्य ग्रेफाइटिक कार्बन रूपों का मिश्रण होता है, अशुद्धियों के मिश्रण से छुटकारा पाने के लिए व्यापक सफाई विधियों को नियोजित किया जाना चाहिए। सामान्य तौर पर, गैसीय ओजोन उपचार या समाधान-चरण नाइट्रिक एसिड ऑक्सीकरण का उपयोग एसपी2 कार्बन और धातु की अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Kumar |first1=Ajay |last2=Ann Lin |first2=Pin |last3=Xue |first3=Albert |last4=Hao |first4=Boyi |last5=Khin Yap |first5=Yoke |last6=Sankaran |first6=R. Mohan |title=इथेनॉल वाष्प के माइक्रोप्लाज्मा पृथक्करण के माध्यम से निकट-परिवेश स्थितियों में नैनोडायमंड्स का निर्माण|journal=Nature Communications |date=21 October 2013 |volume=4 |issue=1 |pages=2618 |doi=10.1038/ncomms3618 |pmid=24141249 |bibcode=2013NatCo...4.2618K |s2cid=26552314 }}</ref> नैनोडायमंड भी इथेनॉल वाष्प के पृथक्करण और इथेनॉल में अल्ट्राफास्ट लेजर फिलामेंटेशन के माध्यम से बनते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Nee |first1=Chen-Hon |last2=Yap |first2=Seong-Ling |last3=Tou |first3=Teck-Yong |last4=Chang |first4=Huan-Cheng |last5=Yap |first5=Seong-Shan |title=इथेनॉल के फेमटोसेकंड लेजर विकिरण द्वारा नैनोडायमंड्स का प्रत्यक्ष संश्लेषण|journal=Scientific Reports |date=23 September 2016 |volume=6 |issue=1 |pages=33966 |doi=10.1038/srep33966 |pmid=27659184 |pmc=5034281 |bibcode=2016NatSR...633966N }}</ref>
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
==निर्माण विधियाँ==
[[File:Graphitic Carbon.png|thumb|चित्र 4: ग्रेफाइटिक कार्बन विस्फोट संश्लेषण के उपोत्पाद के रूप में उत्पादित वैन डेर वाल्स पारस्परिक प्रभाव आंशिक रूप से दिखाया गया है।|231x231px]]विस्फोटों के अतिरिक्त संश्लेषण के प्रकारों में हाइड्रोथर्मल संश्लेषण, आयन बमबारी, लेजर बमबारी, माइक्रोवेव प्लाज्मा रासायनिक वाष्प अधिशोषण तकनीक, अल्ट्रासाउंड संश्लेषण और विद्युत रासायनिक संश्लेषण सम्मिलित है।<ref name="refname8" /><ref>{{Cite web|url=https://www.hielscher.com/ultrasonic-synthesis-of-nanodiamonds.htm|title=नैनोडायमंड्स का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण|website=www.hielscher.com}}</ref> इसके अतिरिक्त, उच्च दाब और उच्च तापमान के अंतर्गत ग्रेफाइटिक C<sub>3</sub>N<sub>4</sub> के अपघटन से बड़ी मात्रा में उच्च शुद्धता वाले नैनोडायमंड प्राप्त होते हैं।<ref name="refname9" /> हालाँकि नैनोडायमंड का विस्फोट संश्लेषण नैनोडायमंड के व्यावसायिक उत्पादन में उद्योग मानक बन गया है। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला विस्फोटक ट्रिनिट्रोटोलुइन और हेक्सोजेन या ऑक्टोजन का मिश्रण है।<ref name="refname7" /> विस्फोट प्रायः एक सीलबंद, ऑक्सीजन स्टेनलेस स्टील कक्ष में किया जाता है जिससे 5 एनएम औसत नैनोडायमंड और अन्य ग्रेफाइटिक यौगिकों का मिश्रण प्राप्त होता है।<ref name="refname9" /> विस्फोट संश्लेषण में नैनोडायमंड के ऑक्सीकरण को अवशोषित करने के लिए ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में 15 जीपीए से अधिक दाब और 3000K से अधिक तापमान पर नैनोडायमंड बनते हैं। संश्लेषण मे तीव्रता से ठंडा होने से नैनोडायमंड की उत्पादन क्षमता बढ़ जाती है क्योंकि ऐसी परिस्थितियों में हीरा सबसे स्थिर रहता है।<ref name="refname9" /> विस्फोट संश्लेषण में गैस-आधारित और तरल-आधारित शीतलक जैसे पानी और आर्गन पानी-आधारित फोम और बर्फ का उपयोग किया जाता है।<ref name="refname9" /> क्योंकि विस्फोट संश्लेषण के परिणामस्वरूप नैनोडायमंड कणों और अन्य ग्रेफाइटिक कार्बन रूपों का मिश्रण होता है। अशुद्धियों के मिश्रण से छुटकारा पाने के लिए व्यापक विधियों को नियोजित किया जाना आवश्यक होता है। सामान्यतः गैसीय ओजोन अभिक्रिया या विलयन नाइट्रिक अम्ल ऑक्सीकरण का उपयोग (sp2) कार्बन और धातु की अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है।<ref>{{cite journal |last1=Kumar |first1=Ajay |last2=Ann Lin |first2=Pin |last3=Xue |first3=Albert |last4=Hao |first4=Boyi |last5=Khin Yap |first5=Yoke |last6=Sankaran |first6=R. Mohan |title=इथेनॉल वाष्प के माइक्रोप्लाज्मा पृथक्करण के माध्यम से निकट-परिवेश स्थितियों में नैनोडायमंड्स का निर्माण|journal=Nature Communications |date=21 October 2013 |volume=4 |issue=1 |pages=2618 |doi=10.1038/ncomms3618 |pmid=24141249 |bibcode=2013NatCo...4.2618K |s2cid=26552314 }}</ref> नैनोडायमंड इथेनॉल वाष्प के पृथक्करण और इथेनॉल में अल्ट्राफास्ट लेजर फिलामेंटेशन के माध्यम से बनते हैं।<ref>{{cite journal |last1=Nee |first1=Chen-Hon |last2=Yap |first2=Seong-Ling |last3=Tou |first3=Teck-Yong |last4=Chang |first4=Huan-Cheng |last5=Yap |first5=Seong-Shan |title=इथेनॉल के फेमटोसेकंड लेजर विकिरण द्वारा नैनोडायमंड्स का प्रत्यक्ष संश्लेषण|journal=Scientific Reports |date=23 September 2016 |volume=6 |issue=1 |pages=33966 |doi=10.1038/srep33966 |pmid=27659184 |pmc=5034281 |bibcode=2016NatSR...633966N }}</ref>
== संभावित अनुप्रयोग ==
== संभावित अनुप्रयोग ==
एन-वी केंद्र दोष में हीरे की जाली संरचना के भीतर एक रिक्त स्थान (परमाणु के बजाय खाली स्थान) के बगल में कार्बन परमाणु के स्थान पर एक नाइट्रोजन परमाणु होता है।<ref name="sensor">{{cite news |title=तंत्रिका संकेतों का सटीक पता लगाने के लिए नैनोडायमंड्स का उपयोग करना|date=January 27, 2014 |publisher=KurzweilAI |url=http://www.kurzweilai.net/using-nanodiamonds-to-precisely-detect-neural-signals}}</ref> एनवी का उपयोग करके क्वांटम सेंसिंग अनुप्रयोगों में नैनोडायमंड्स के क्षेत्र में हालिया प्रगति (2019 तक) को निम्नलिखित समीक्षा में संक्षेपित किया गया है।<ref>{{cite arXiv |last1=Radtke |first1=Mariusz |last2=Bernardi |first2=Ettore |last3=Slablab |first3=Abdallah |last4=Nelz |first4=Richard |last5=Neu |first5=Elke |title=Nanoscale sensing based on nitrogen vacancy centersin single crystal diamond and nanodiamonds:achievements and challenges |eprint=1909.03719v1|date=9 September 2019 |class=physics.app-ph }}</ref>
एन-वी केंद्र में हीरे की जालक संरचना के भीतर रिक्त स्थान (परमाणु के अतिरिक्त) में कार्बन परमाणु के स्थान पर एक नाइट्रोजन परमाणु होता है जिसमे एन-वी का उपयोग करके क्वांटम सेंसिंग अनुप्रयोगों में नैनोडायमंड के क्षेत्र में हालिया प्रगति (2019 तक) को निम्नलिखित समीक्षा में संक्षेपित किया गया है।<ref>{{cite arXiv |last1=Radtke |first1=Mariusz |last2=Bernardi |first2=Ettore |last3=Slablab |first3=Abdallah |last4=Nelz |first4=Richard |last5=Neu |first5=Elke |title=Nanoscale sensing based on nitrogen vacancy centersin single crystal diamond and nanodiamonds:achievements and challenges |eprint=1909.03719v1|date=9 September 2019 |class=physics.app-ph }}</ref><ref name="sensor">{{cite news |title=तंत्रिका संकेतों का सटीक पता लगाने के लिए नैनोडायमंड्स का उपयोग करना|date=January 27, 2014 |publisher=KurzweilAI |url=http://www.kurzweilai.net/using-nanodiamonds-to-precisely-detect-neural-signals}}</ref>


ऐसे दोष पर [[माइक्रोवेव]] पल्स लगाने से इसके [[इलेक्ट्रॉन स्पिन]] की दिशा बदल जाती है। ऐसे दालों की एक श्रृंखला (वॉल्श डिकॉउलिंग अनुक्रम) को लागू करने से वे फिल्टर के रूप में कार्य करने लगते हैं। एक श्रृंखला में दालों की संख्या को अलग-अलग करने से स्पिन की दिशा अलग-अलग बार बदल जाती है।<ref name="sensor" /> वे विसंगति को दबाते हुए कुशलतापूर्वक वर्णक्रमीय गुणांक निकालते हैं, जिससे संवेदनशीलता में सुधार होता है।<ref>{{cite journal |author1=Cooper, A. |author2=Magesan, E. |author3=Yum, H. N. |author4=[[Paola Cappellaro|Cappellaro, P.]] author |s2cid= 14914691 |title= हीरे में इलेक्ट्रॉनिक स्पिन के साथ समय-समाधान चुंबकीय संवेदन|journal=Nature Communications |date=2014 |doi=10.1038/ncomms4141 |volume=5 |pmid=24457937 |page=3141|arxiv=1305.6082 |bibcode= 2014NatCo...5.3141C }}</ref> संपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र के पुनर्निर्माण के लिए सिग्नल-प्रोसेसिंग तकनीकों का उपयोग किया गया था।<ref name="sensor" />
ऐसे एन-वी केंद्र पर [[माइक्रोवेव]] स्पंद लगाने से इसके [[इलेक्ट्रॉन स्पिन|इलेक्ट्रॉन]] घूर्णन की दिशा मे परिवर्तित हो जाते हैं। ऐसे इलेक्ट्रानों की एक श्रृंखला (वॉल्श डिकॉउलिंग अनुक्रम) को प्रयुक्त करने से वे फिल्टर के रूप में कार्य करने लगते हैं। एक श्रृंखला में इलेक्ट्रानों की संख्या को अलग-अलग करने से घूर्णन की दिशा अलग-अलग परिवर्तित हो जाती है।<ref name="sensor" /> वे असम्बद्ध कणो को कुशलतापूर्वक वर्णक्रमीय गुणांक से बाहर निकालते हैं जिससे संवेदनशीलता में सुधार होता है।<ref>{{cite journal |author1=Cooper, A. |author2=Magesan, E. |author3=Yum, H. N. |author4=[[Paola Cappellaro|Cappellaro, P.]] author |s2cid= 14914691 |title= हीरे में इलेक्ट्रॉनिक स्पिन के साथ समय-समाधान चुंबकीय संवेदन|journal=Nature Communications |date=2014 |doi=10.1038/ncomms4141 |volume=5 |pmid=24457937 |page=3141|arxiv=1305.6082 |bibcode= 2014NatCo...5.3141C }}</ref> संपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र के पुनर्निर्माण के लिए संकेतक तकनीकों का उपयोग किया जाता है।<ref name="sensor" />


प्रोटोटाइप में 3 मिमी-व्यास वर्ग हीरे का उपयोग किया गया था, लेकिन तकनीक को दसियों नैनोमीटर तक छोटा किया जा सकता है।<ref name=sensor/>
प्रोटोटाइप में 3 मिमी-व्यास वर्ग के नैनोडायमंड का उपयोग किया गया था लेकिन इस तकनीक को दसियों नैनोमीटर तक अपेक्षाकृत छोटा किया जा सकता है।<ref name=sensor/>
=== सूक्ष्म-अपघर्षक ===
=== सूक्ष्म-अपघर्षक ===


नैनोडायमंड दृश्यमान हीरे की कठोरता और रासायनिक स्थिरता को साझा करते हैं, जिससे वे बेहतर स्नेहन के लिए पॉलिश और इंजन ऑयल एडिटिव्स जैसे अनुप्रयोगों के लिए उम्मीदवार बन जाते हैं।<ref name=giz14/>
नैनोडायमंड दृश्यमान हीरे की कठोरता और रासायनिक स्थिरता को साझा करते हैं, जिससे वे अपेक्षाकृत तरल स्नेहक के लिए पॉलिश और इंजन ऑयल जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बन जाते हैं।
 
 
 
 
 
 
 
 
 
=== चिकित्सा ===
=== चिकित्सा ===
हीरे के नैनोकणों में असंख्य जैविक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने की क्षमता है और जड़ता और कठोरता जैसे उनके अद्वितीय गुणों के कारण, नैनोडायमंड पारंपरिक नैनोमटेरियल्स का एक बेहतर विकल्प साबित हो सकता है जो वर्तमान में दवाओं, कोट प्रत्यारोपण योग्य सामग्रियों को ले जाने और बायोसेंसर को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किया जाता है।<ref name="refname10" /> बायोमेडिकल रोबोट.हीरे के नैनोकणों की कम साइटोटोक्सिसिटी जैविक रूप से संगत सामग्री के रूप में उनके उपयोग की पुष्टि करती है।<ref name="refname10" />
नैनोडायमंड के अद्वितीय गुणों के कारण इनमे असंख्य जैविक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने की क्षमता, जड़ता और कठोरता होती है। नैनोडायमंड पारंपरिक सूक्ष्म धातु का एक अपेक्षाकृत अच्छा विकल्प सिद्ध हो सकता है जो वर्तमान में चिकित्सा, कोट प्रत्यारोपण योग्य धातुओ को ले जाने और बायोसेंसर को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किया जाता है।<ref name="refname10" /> जैव चिकित्सा रोबोट.नैनोडायमंड की कम कोशिका विषाक्तता जैविक रूप से संगत धातु के रूप में उनके उपयोग की पुष्टि करती है।<ref name="refname10" />


कोशिकाओं में हीरे के नैनोकणों के फैलाव की खोज करने वाले इन विट्रो अध्ययनों से पता चला है कि अधिकांश हीरे के नैनोकण प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करते हैं और समान रूप से वितरित होते हैं।<ref name="refname11" /> हीलियम आयनों के साथ हीरे के नैनोक्रिस्टलाइट्स को विकिरणित करके फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड कणों का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Chang |first1=Yi-Ren |last2=Lee |first2=Hsu-Yang |last3=Chen |first3=Kowa |last4=Chang |first4=Chun-Chieh |last5=Tsai |first5=Dung-Sheng |last6=Fu |first6=Chi-Cheng |last7=Lim |first7=Tsong-Shin |last8=Fang |first8=Chia-Yi |last9=Han |first9=Chau-Chung |last10=Chang |first10=Huan-Cheng |last11=Fann |first11=Wunshain |title=फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन और गतिशील इमेजिंग|journal=Nature Nanotechnology |date=2008 |volume=3 |issue=5 |pages=284–288 |doi=10.1038/nnano.2008.99|pmid=18654525 }}</ref> फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड फोटोस्टेबल, रासायनिक रूप से निष्क्रिय है, और इसने फ्लोरोसेंट जीवनकाल बढ़ाया है, जिससे यह कई जैविक अनुप्रयोगों के लिए एक महान उम्मीदवार बन गया है।<ref>{{cite journal |last1=Yu |first1=Shu-Jung |last2=Kang |first2=Ming-Wei |last3=Chang |first3=Huan-Cheng |last4=Chen |first4=Kuan-Ming |last5=Yu |first5=Yueh-Chung |title=Bright Fluorescent Nanodiamonds: No Photobleaching and Low Cytotoxicity |journal= Journal of the American Chemical Society|date=2005 |volume=127 |issue=50 |pages=17604–17605 |doi=10.1021/ja0567081|pmid=16351080 }}</ref> अध्ययनों से पता चला है कि छोटे फोटोल्यूमिनसेंट हीरे के नैनोकण जो साइटोसोल में मुक्त रहते हैं, बायोमोलेक्यूल्स के परिवहन के लिए उत्कृष्ट दावेदार हैं।<ref name="refname13" />
कोशिकाओं में नैनोडायमंड की खोज करने वाले इनविट्रो अध्ययनों से पता चला है कि अधिकांश नैनोडायमंड प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करते हैं और समान रूप से वितरित होते हैं।<ref name="refname11" /> हीलियम आयनों के साथ हीरे के नैनोक्रिस्टलीय कण को प्रकाशित करके फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड कणों का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Chang |first1=Yi-Ren |last2=Lee |first2=Hsu-Yang |last3=Chen |first3=Kowa |last4=Chang |first4=Chun-Chieh |last5=Tsai |first5=Dung-Sheng |last6=Fu |first6=Chi-Cheng |last7=Lim |first7=Tsong-Shin |last8=Fang |first8=Chia-Yi |last9=Han |first9=Chau-Chung |last10=Chang |first10=Huan-Cheng |last11=Fann |first11=Wunshain |title=फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन और गतिशील इमेजिंग|journal=Nature Nanotechnology |date=2008 |volume=3 |issue=5 |pages=284–288 |doi=10.1038/nnano.2008.99|pmid=18654525 }}</ref> फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड फोटोस्टेबल रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते है सामान्यतः इसमे फ्लोरोसेंट का जीवनकाल बढ़ाया जा सकता है, जिससे यह कई जैविक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बन सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Yu |first1=Shu-Jung |last2=Kang |first2=Ming-Wei |last3=Chang |first3=Huan-Cheng |last4=Chen |first4=Kuan-Ming |last5=Yu |first5=Yueh-Chung |title=Bright Fluorescent Nanodiamonds: No Photobleaching and Low Cytotoxicity |journal= Journal of the American Chemical Society|date=2005 |volume=127 |issue=50 |pages=17604–17605 |doi=10.1021/ja0567081|pmid=16351080 }}</ref> कई अध्ययनों से पता चला है कि छोटे फोटोल्यूमिनसेंट नैनोडायमंड जो कोशकीय विलयन में मिश्रित रहते हैं और जैविक अणुओं के परिवहन के लिए उत्कृष्ट होते हैं।<ref name="refname13" />
==== इन-विट्रो डायग्नोस्टिक्स ====
==== इनाविट्रो लक्षण ====
नाइट्रोजन-रिक्ति दोष वाले नैनोडायमंड्स का उपयोग इन विट्रो डायग्नोस्टिक्स के लिए एक अल्ट्रासेंसिटिव लेबल के रूप में किया गया है, जो पृष्ठभूमि ऑटोफ्लोरेसेंस से सिग्नल को अलग करने के लिए उत्सर्जन तीव्रता और आवृत्ति-डोमेन विश्लेषण को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोवेव क्षेत्र का उपयोग करता है।<ref>{{cite journal |last1=Miller |first1=Benjamin S.|last2=Bezinge |first2=Léonard |last3=Gliddon |first3=Harriet D. |last4=Huang |first4=Da |last5=Dold |first5=Gavin |last6=Gray |first6=Eleanor R. |last7=Heaney |first7=Judith |last8=Dobson |first8=Peter J. |last9=Nastouli |first9=Eleni |last10=Morton |first10=John J. L. |last11=McKendry |first11=Rachel A. |title=अल्ट्रासेंसिटिव डायग्नोस्टिक्स के लिए स्पिन-एन्हांस्ड नैनोडायमंड बायोसेंसिंग|journal=Nature |date=2020 |volume=587 |issue=7835|pages=588–593 |doi=10.1038/s41586-020-2917-1|pmid=33239800|bibcode=2020Natur.587..588M|s2cid=227176732|url=https://discovery.ucl.ac.uk/id/eprint/10119211/}}</ref> [[रीकॉम्बिनेज़ पोलीमरेज़ प्रवर्धन|रीकॉम्बिनेज़ पोलीमरेज़ एम्प्लीफिकेशन]] के साथ मिलकर, नैनोडायमंड्स कम लागत वाले पार्श्व प्रवाह परीक्षण प्रारूप पर एचआईवी -1 आरएनए की एकल-प्रतिलिपि का पता लगाने में सक्षम बनाता है।
नाइट्रोजन-रिक्ति दोष वाले नैनोडायमंड का उपयोग कृत्रिम परिवेशीय लक्षणों के लिए अति संवेदनशीलता के रूप में किया जाता है जो ऑटोफ्लोरेसेंस से सिग्नल को अलग करने के लिए उत्सर्जन तीव्रता और आवृत्ति-डोमेन विश्लेषण को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोवेव क्षेत्र का उपयोग करते है।<ref>{{cite journal |last1=Miller |first1=Benjamin S.|last2=Bezinge |first2=Léonard |last3=Gliddon |first3=Harriet D. |last4=Huang |first4=Da |last5=Dold |first5=Gavin |last6=Gray |first6=Eleanor R. |last7=Heaney |first7=Judith |last8=Dobson |first8=Peter J. |last9=Nastouli |first9=Eleni |last10=Morton |first10=John J. L. |last11=McKendry |first11=Rachel A. |title=अल्ट्रासेंसिटिव डायग्नोस्टिक्स के लिए स्पिन-एन्हांस्ड नैनोडायमंड बायोसेंसिंग|journal=Nature |date=2020 |volume=587 |issue=7835|pages=588–593 |doi=10.1038/s41586-020-2917-1|pmid=33239800|bibcode=2020Natur.587..588M|s2cid=227176732|url=https://discovery.ucl.ac.uk/id/eprint/10119211/}}</ref> [[रीकॉम्बिनेज़ पोलीमरेज़ प्रवर्धन|रीकॉम्बिनेज़ पोलीमरेज़ एम्प्लीफिकेशन]] के साथ नैनोडायमंड अपेक्षाकृत कम लागत वाले पार्श्व प्रवाह परीक्षण प्रारूप पर एचआईवी -1 आरएनए की एकल-प्रतिलिपि का पता लगाने में सक्षम होते हैं।


==== [[दवा वितरण]] ====
==== [[दवा वितरण|चिकित्सा वितरण]] ====
~5 एनएम आकार के हीरे के नैनोकण एक बड़ी सुलभ सतह और अनुरूप सतह रसायन विज्ञान प्रदान करते हैं। उनके पास अद्वितीय ऑप्टिकल, मैकेनिकल और थर्मल गुण हैं और वे गैर विषैले हैं। दवा वितरण में नैनोडायमंड की क्षमता का प्रदर्शन किया गया है, नैनोडायमंड पर दवा सोखने के मूलभूत तंत्र, थर्मोडायनामिक्स और कैनेटीक्स को कम समझा गया है। महत्वपूर्ण कारकों में शुद्धता, सतह रसायन विज्ञान, फैलाव गुणवत्ता, तापमान और आयनिक संरचना शामिल हैं।
रासायनिक अभिक्रिया मे 5 एनएम आकार के हीरे के नैनोकण एक बड़ी सुलभ और अनुरूप सतह प्रदान करते हैं। उनके पास अद्वितीय प्रकाशीय, यांत्रिक और ऊष्मीय गुण होते हैं और वे सामान्यतः गैर विषैले होते हैं। चिकित्सा वितरण में नैनोडायमंड की क्षमता का प्रदर्शन किया गया है, नैनोडायमंड पर चिकित्सा अवशोषण के मूलभूत तंत्र, ऊष्मागतिकी और कैनेटीक्स को कम समझा गया है। महत्वपूर्ण अवयवों में शुद्धता, सतह रसायन विज्ञान, विस्तार गुणवत्ता, तापमान और आयनिक संरचना सम्मिलित है।


नैनोडायमंड्स (संलग्न अणुओं के साथ) रक्त-मस्तिष्क बाधा को भेदने में सक्षम हैं जो मस्तिष्क को अधिकांश अपमानों से अलग करता है। 2013 में [[डॉक्सोरूबिसिन]] अणुओं (एक लोकप्रिय कैंसर-नाशक दवा) को नैनोडायमंड सतहों से जोड़ा गया, जिससे दवा एनडी-डीओएक्स का निर्माण हुआ। परीक्षणों से पता चला कि ट्यूमर यौगिक को बाहर निकालने में असमर्थ थे, जिससे ट्यूमर पर प्रभाव डालने की दवा की क्षमता बढ़ गई और दुष्प्रभाव कम हो गए।<ref name=giz14/>
नैनोडायमंड (संलग्न अणुओं के साथ) रक्त-मस्तिष्क बाधा को भेदने में सक्षम होते हैं जो मस्तिष्क को अधिकांश दोषो से अलग करते है। 2013 में [[डॉक्सोरूबिसिन]] अणुओं (लोकप्रिय कैंसर औषधि) को नैनोडायमंड सतहों से जोड़ा गया था जिससे चिकित्सा एनडी-डीओएक्स का निर्माण हुआ। परीक्षणों से पता चला कि कैंसर यौगिक को बाहर निकालने में असमर्थ थे, जिससे कैंसर पर प्रभाव डालने की औषधि की क्षमता बढ़ गई और दुष्प्रभाव अपेक्षाकृत कम हो गए थे।


बड़े नैनोडायमंड्स, अपनी "उच्च ग्रहण क्षमता" के कारण, सेलुलर लेबल के रूप में काम करने की क्षमता रखते हैं।<ref name="refname13" /> अध्ययनों ने निष्कर्ष निकाला है कि हीरे के नैनोकण कार्बन नैनोट्यूब के समान होते हैं और सर्फेक्टेंट के साथ इलाज करने पर, समाधान में कार्बन नैनोट्यूब और नैनोडायमंड दोनों की स्थिरता और जैव-अनुकूलता काफी बढ़ जाती है।<ref name="refname11" /> इसके अतिरिक्त, छोटे व्यास के नैनोडायमंड्स को सतह पर क्रियाशील करने की क्षमता हीरे के नैनोकणों को संभावित रूप से कम साइटोटॉक्सिसिटी के साथ बायोलेबल के रूप में उपयोग करने की विभिन्न संभावनाएं प्रदान करती है।<ref name="refname11" />
बड़े नैनोडायमंड अपनी "उच्च ग्रहण क्षमता" के कारण कोशिकीय कण के रूप में कार्य करने की क्षमता रखते हैं।<ref name="refname13" /> अध्ययनों से निष्कर्ष निकाला गया है कि हीरे के नैनोकण कार्बन नैनोट्यूब के समान होते हैं और सर्फेक्टेंट के साथ उपयोग करने पर विलयन में कार्बन नैनोट्यूब और नैनोडायमंड दोनों की स्थिरता और जैव-अनुकूलता अपेक्षाकृत बढ़ जाती है।<ref name="refname11" /> इसके अतिरिक्त, छोटे व्यास के नैनोडायमंड को सतह पर क्रियाशील करने की क्षमता नैनोडायमंड को संभावित रूप से कम कोशिका विषाक्तता के साथ बायोलेबल के रूप में उपयोग करने की विभिन्न संभावनाएं प्रदान करते हैं।<ref name="refname11" />
====कैटलिसिस====
====कैटलिसिस (उत्प्रेरक)====
कणों के आकार को कम करने और उनकी सतहों को क्रियाशील बनाने से ऐसे सतह-संशोधित हीरे के नैनोकणों को प्रोटीन वितरित करने की अनुमति मिल सकती है, <ref name="refname11" /> जो पारंपरिक उत्प्रेरक का विकल्प प्रदान कर सकते हैं।<ref name="refname12" />
कणों के आकार को अपेक्षाकृत कम करने और उनकी सतहों को क्रियाशील बनाने के लिए सतह-संशोधित नैनोडायमंड को प्रोटीन वितरित करने की स्वीकृति दी जाती है <ref name="refname11" /> जो पारंपरिक उत्प्रेरक का विकल्प प्रदान कर सकते हैं।<ref name="refname12" />
==== त्वचा की देखभाल ====
==== त्वचा संरक्षण ====


नैनोडायमंड्स मानव त्वचा द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं। वे त्वचा देखभाल उत्पादों में त्वचा की तुलना में अधिक सामग्री को अवशोषित करते हैं। इस प्रकार वे अधिक अवयवों को त्वचा की गहरी परतों में घुसने का कारण बनते हैं। नैनोडायमंड्स पानी के साथ मजबूत बंधन भी बनाते हैं, जिससे त्वचा को हाइड्रेट करने में मदद मिलती है।<ref name=giz14/>
नैनोडायमंड मानव त्वचा द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं। वे त्वचा संरक्षण उत्पादों में त्वचा की तुलना में अधिक धातु को अवशोषित करते हैं। इस प्रकार वे अधिक अवयवों को त्वचा की परतों में मिश्रण का कारण बनते हैं। नैनोडायमंड पानी के साथ जटिल बंध भी बनाते हैं, जिससे त्वचा को हाइड्रेट करने में सहायता प्राप्त होती है।
==== सर्जरी ====
==== सर्जरी (शल्य चिकित्सा) ====


जबड़े और दांत की मरम्मत के ऑपरेशन के दौरान, डॉक्टर आमतौर पर प्रभावित क्षेत्र के पास हड्डी-विकास-उत्तेजक [[प्रोटीन]] युक्त स्पंज चिपकाने के लिए आक्रामक सर्जरी का उपयोग करते हैं। हालाँकि, नैनोडायमंड्स हड्डी मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन और फ़ाइब्रोब्लास्ट वृद्धि कारक दोनों से बंधते हैं, जो दोनों हड्डी और उपास्थि को पुनर्निर्माण के लिए प्रोत्साहित करते हैं और मौखिक रूप से वितरित किए जा सकते हैं।<ref name=giz14/> नैनोडायमंड को रूट कैनाल थेरेपी में गुट्टा पर्चा में भी सफलतापूर्वक शामिल किया गया है।<ref>{{cite journal |last1=Lee |first1=Dong-Keun |last2=Lee |first2=Theordore |last3=Liang |first3=Zhangrui |last4=Hsiou |first4=Desiree |last5=Miya |first5=Darron |last6=Wu |first6=Brian |last7=Osawa |first7=Eiji |last8=Chow |first8=Edward Kai-Hua |last9=Sung |first9=Eric C |last10=Kang |first10=Mo K. |last11=Ho |first11=Dean |title=नैनोडायमंड-एम्बेडेड थर्मोप्लास्टिक बायोमटेरियल का नैदानिक ​​सत्यापन|journal=PNAS |volume=114 |issue=45|pages=E9445–E9454 |bibcode=2017PNAS..114E9445L |year=2017 |doi=10.1073/pnas.1711924114 |pmid=29078364 |pmc=5692571 |doi-access=free }}</ref>
जबड़े और दांत के ऑपरेशन के समय डॉक्टर सामान्यतः प्रभावित क्षेत्र के पास हड्डी-विकास उत्तेजक [[प्रोटीन]] युक्त स्पंज चिपकाने के लिए आक्रामक शल्य चिकित्सा का उपयोग करते हैं। हालाँकि, नैनोडायमंड हड्डी मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन और फ़ाइब्रोब्लास्ट वृद्धि कारक दोनों से बंधते हैं जो हड्डी और कार्टिलेज दोनों को पुनर्निर्माण के लिए प्रोत्साहित करते हैं और मौखिक रूप से वितरित किए जा सकते हैं। नैनोडायमंड को रूट कैनाल थेरेपी में 'गुट्टा पर्चा' में भी सफलतापूर्वक सम्मिलित किया गया है।<ref>{{cite journal |last1=Lee |first1=Dong-Keun |last2=Lee |first2=Theordore |last3=Liang |first3=Zhangrui |last4=Hsiou |first4=Desiree |last5=Miya |first5=Darron |last6=Wu |first6=Brian |last7=Osawa |first7=Eiji |last8=Chow |first8=Edward Kai-Hua |last9=Sung |first9=Eric C |last10=Kang |first10=Mo K. |last11=Ho |first11=Dean |title=नैनोडायमंड-एम्बेडेड थर्मोप्लास्टिक बायोमटेरियल का नैदानिक ​​सत्यापन|journal=PNAS |volume=114 |issue=45|pages=E9445–E9454 |bibcode=2017PNAS..114E9445L |year=2017 |doi=10.1073/pnas.1711924114 |pmid=29078364 |pmc=5692571 |doi-access=free }}</ref>
==== रक्त परीक्षण ====
==== रक्त परीक्षण ====
दोषपूर्ण नैनोडायमंड बाहरी क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉन स्पिन के अभिविन्यास को माप सकते हैं और इस प्रकार उनकी ताकत को माप सकते हैं। वे हीरे की सतह पर फ़ेरिटिन प्रोटीन को इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से अवशोषित कर सकते हैं जहां उनकी संख्या सीधे तौर पर मापी जा सकती है और साथ ही प्रोटीन बनाने वाले लौह परमाणुओं (लगभग 4,500) की संख्या भी मापी जा सकती है।<ref name=giz14/>
दोषपूर्ण नैनोडायमंड बाहरी क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉन स्पिन के अभिविन्यास को माप सकते हैं और इस प्रकार उनकी क्षमता को भी माप सकते हैं। वे हीरे की सतह पर फ़ेरिटिन प्रोटीन को स्थिर वैद्युत विक्षेप रूप से अवशोषित कर सकते हैं जहां उनकी संख्या सामान्यतः मापी जा सकती है और साथ ही प्रोटीन बनाने वाले परमाणुओं (लगभग 4,500) की संख्या भी मापी जा सकती है।
=== इलेक्ट्रॉनिक्स और सेंसर ===
=== इलेक्ट्रोनिक और सेंसर ===


==== सेंसर ====
==== सेंसर ====


नैनोडायमंड्स में प्राकृतिक रूप से होने वाले दोष, जिन्हें नाइट्रोजन-रिक्ति (एन-वी) केंद्र कहा जाता है, का उपयोग कमजोर चुंबकीय क्षेत्रों में समय के साथ होने वाले परिवर्तनों को मापने के लिए किया गया है, ठीक उसी तरह जैसे एक कंपास पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ करता है। [[पाओला कैपेलारो]] का कहना है कि सेंसर का उपयोग कमरे के तापमान पर किया जा सकता है, और चूंकि वे पूरी तरह से कार्बन से बने होते हैं, इसलिए उन्हें जीवित कोशिकाओं में बिना कोई नुकसान पहुंचाए इंजेक्ट किया जा सकता है।<ref name="sensor" />
नैनोडायमंड में प्राकृतिक रूप से होने वाले दोष, जिन्हें नाइट्रोजन-रिक्ति (एन-वी) केंद्र कहा जाता है। इसका उपयोग दुर्बल चुंबकीय क्षेत्रों में समय के साथ होने वाले परिवर्तनों को मापने के लिए किया जाता है और उसी प्रकार जैसे एक कंपास पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ करता है। [[पाओला कैपेलारो]] का कहना है कि सेंसर का उपयोग कमरे के तापमान पर किया जा सकता है चूंकि वे पूरी तरह से कार्बन से बने होते हैं। इसलिए उन्हें जीवित कोशिकाओं में बिना किसी हानि के साथ प्रयुक्त किया जा सकता है।<ref name="sensor" />
==== नैनोमैकेनिकल सेंसर और नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस) ====
==== नैनोमैकेनिकल सेंसर और नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस) ====


हाल के अध्ययनों से पता चला है कि नैनोस्केल हीरे को 9% से अधिक स्थानीय अधिकतम तन्यता लोचदार तनाव में मोड़ा जा सकता है<ref>{{cite journal |last1=Banerjee |first1=Amit|display-authors=etal|title=नैनोस्केल हीरे का अल्ट्रालार्ज लोचदार विरूपण|journal=Science |date=2018 |volume=360 |issue=6386 |pages=300–302 |doi=10.1126/science.aar4165|pmid=29674589|bibcode=2018Sci...360..300B|doi-access=free }}</ref> जिसके अनुरूप अधिकतम तन्यता तनाव ~100 गीगापास्कल तक पहुंच जाता है, जो उन्हें उच्च-प्रदर्शन नैनोमैकेनिकल सेंसर और एनईएमएस अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।
हाल के अध्ययनों से पता चला है कि नैनोस्केल हीरे को 9% से अधिक स्थानीय अधिकतम तन्यता तनाव के साथ मोड़ा जा सकता है<ref>{{cite journal |last1=Banerjee |first1=Amit|display-authors=etal|title=नैनोस्केल हीरे का अल्ट्रालार्ज लोचदार विरूपण|journal=Science |date=2018 |volume=360 |issue=6386 |pages=300–302 |doi=10.1126/science.aar4165|pmid=29674589|bibcode=2018Sci...360..300B|doi-access=free }}</ref> जिसके अनुरूप अधिकतम तन्यता तनाव 100 गीगापास्कल तक अभिगम्य हो सकता है जो उन्हें उच्च-प्रदर्शन नैनोमैकेनिकल सेंसर और एनईएमएस अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।


==== [[ऑप्टिकल कंप्यूटिंग]] ====
==== [[ऑप्टिकल कंप्यूटिंग]] ====


नैनोडायमंड्स ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के लिए [[फोटोनिक मेटामटेरियल्स]] का एक विकल्प प्रदान करते हैं। वही एकल-दोष वाले नैनोडायमंड जिनका उपयोग चुंबकीय क्षेत्र को समझने के लिए किया जा सकता है, वे प्रकाश संचरण को सक्षम/बाधित करने के लिए हरे और अवरक्त प्रकाश के संयोजन का भी उपयोग कर सकते हैं, जिससे [[ट्रांजिस्टर]] और अन्य तार्किक तत्वों का निर्माण संभव हो सकता है।<ref name=giz14/>
नैनोडायमंड ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के लिए [[फोटोनिक मेटामटेरियल्स|फोटोनिक मेटामटेरियल]] का एक विकल्प प्रदान करते हैं। वही एकल-दोष वाले नैनोडायमंड जिनका उपयोग चुंबकीय क्षेत्र को समझने के लिए किया जा सकता है, वे प्रकाश संचरण को सक्षम/बाधित करने के लिए हरे और अवरक्त प्रकाश के संयोजन का भी उपयोग कर सकते हैं, जिससे [[ट्रांजिस्टर]] और अन्य तार्किक तत्वों का निर्माण संभव हो सकता है।
==== [[ क्वांटम कम्प्यूटिंग ]] ====
==== [[ क्वांटम कम्प्यूटिंग |क्वांटम कम्प्यूटिंग]] ====


एनवी केंद्रों वाले नैनोडायमंड कमरे के तापमान क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए फंसे हुए आयनों के लिए एक ठोस-अवस्था विकल्प के रूप में काम कर सकते हैं।<ref name=giz14/>
एन-वी केंद्रों वाले नैनोडायमंड कमरे के तापमान मे क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए अधिकृत आयनों मे एक ठोस-अवस्था के रूप में कार्य कर सकते हैं।
==== इमेजिंग ====
==== इमेजिंग (प्रतिबिंबन) ====


फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स फ्लोरोसेंस और मल्टीहार्मोनिक इमेजिंग सिस्टम में गुणवत्ता नियंत्रण उद्देश्यों के लिए एक स्थिर संदर्भ प्रदान करते हैं।<ref name="Žurauskas Alex Park Hood p=2309">{{cite journal | last1=Žurauskas | first1=Mantas | last2=Alex | first2=Aneesh | last3=Park | first3=Jaena | last4=Hood | first4=Steve R. | last5=Boppart | first5=Stephen A. | title=नॉनलाइनियर माइक्रोस्कोपी सिस्टम के लक्षण वर्णन के लिए फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स| journal=Photonics Research | publisher=Optica | volume=9 | issue=12 | date=2021-11-03 | pages=2309–2318 | issn=2327-9125 | doi=10.1364/prj.434236 | pmid=37181134 | pmc=10174270 | s2cid=239280518 }}</ref>
नैनोडायमंड फ्लोरोसेंट और मल्टीहार्मोनिक इमेजिंग सिस्टम में गुणवत्ता नियंत्रण उद्देश्यों के लिए एक स्थिर संदर्भ प्रदान करते हैं।<ref name="Žurauskas Alex Park Hood p=2309">{{cite journal | last1=Žurauskas | first1=Mantas | last2=Alex | first2=Aneesh | last3=Park | first3=Jaena | last4=Hood | first4=Steve R. | last5=Boppart | first5=Stephen A. | title=नॉनलाइनियर माइक्रोस्कोपी सिस्टम के लक्षण वर्णन के लिए फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स| journal=Photonics Research | publisher=Optica | volume=9 | issue=12 | date=2021-11-03 | pages=2309–2318 | issn=2327-9125 | doi=10.1364/prj.434236 | pmid=37181134 | pmc=10174270 | s2cid=239280518 }}</ref>


==पुरस्कार और पुरस्कार==
==पुरस्कार==
* आईजी नोबेल पुरस्कार विजेताओं की सूची#2012: पुराने रूसी गोला-बारूद को नए हीरों में बदलने के लिए एसकेएन कंपनी
* 2012 आईजी नोबेल शांति पुरस्कार: पुराने रूसी गोला-बारूद को नए हीरों में परिवर्तित करने के लिए एसकेएन कंपनी
* 2015 में ऑस्ट्रेलिया के मुख्य कार्यकारी कार्यालय (ओसीई), [[राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान संगठन]] (सीएसआईआरओ) के विज्ञान नेता [[अमांडा बरनार्ड]] को नैनो टेक्नोलॉजी के लिए दूरदर्शिता संस्थानों के फेनमैन अवॉर्ड्स में थ्योरी पुरस्कार प्राप्त हुआ। सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल तरीकों का उपयोग करते हुए, अमांडा बर्नार्ड ने कार्बन नैनोस्ट्रक्चर की संरचना और स्थिरता और विभिन्न परिस्थितियों में गुणों और इंटरैक्शन को स्थापित करने में आकार की भूमिका की समझ बढ़ाई। घोषित पुरस्कार हीरे के नैनोकणों (नैनोडायमंड्स) पर उनके काम पर केंद्रित है।<ref>{{cite news |title=2014 Foresight Institute Feynman Prize |date=April 2015 |publisher=Foresight Institute |url=https://about.foresight.org/we-prize-revolutionaries/}}</ref>
* 2015 में ऑस्ट्रेलिया के मुख्य कार्यकारी कार्यालय (ओसीई), [[राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान संगठन]] (सीएसआईआरओ) के विज्ञान नेता [[अमांडा बरनार्ड]] को अतिसूक्ष्म प्रौद्योगिकी के लिए दूरदर्शिता संस्थानों के फेनमैन पुरस्कार में सैद्धांतिक पुरस्कार प्राप्त हुआ। सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल प्रकारों का उपयोग करते हुए, अमांडा बर्नार्ड ने कार्बन नैनो संरचना, स्थिरता और विभिन्न परिस्थितियों में गुणों और पारस्परिक प्रभाव को स्थापित करने में आकार की भूमिका की समझ को विकसित किया था जिसके कारण नैनोडायमंड घोषित पुरस्कार उनके कार्य पर केंद्रित है।<ref>{{cite news |title=2014 Foresight Institute Feynman Prize |date=April 2015 |publisher=Foresight Institute |url=https://about.foresight.org/we-prize-revolutionaries/}}</ref>
== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==


* [[एकत्रित हीरा नैनोरोड]], हीरे का एक नैनोक्रिस्टलाइन रूप जिसे नैनोडायमंड या हाइपरडायमंड के रूप में भी जाना जाता है।
* [[एकत्रित हीरा नैनोरोड|एकत्रित डायमंड नैनोरोड]], हीरे का एक नैनो क्रिस्टलीय रूप जिसे नैनोडायमंड या हाइपरडायमंड के रूप में भी जाना जाता है।
* डेटोनेशन नैनोडायमंड
* डेटोनेशन नैनोडायमंड


== संदर्भ ==
== संदर्भ ==
{{Commons category|Nanodiamonds}}
{{Reflist|refs=
{{Reflist|refs=
<ref name="refname1">{{cite journal|doi=10.1016/j.susc.2007.04.150|title=The particle size-dependent photoluminescence of nanodiamonds|year=2007|last1=Chung|first1=P.-H.|last2=Perevedentseva|first2=E.|last3=Cheng|first3=C.-L.|journal=Surface Science|volume=601|issue=18|pages=3866–3870|bibcode=2007SurSc.601.3866C}}</ref>
<ref name="refname1">{{cite journal|doi=10.1016/j.susc.2007.04.150|title=The particle size-dependent photoluminescence of nanodiamonds|year=2007|last1=Chung|first1=P.-H.|last2=Perevedentseva|first2=E.|last3=Cheng|first3=C.-L.|journal=Surface Science|volume=601|issue=18|pages=3866–3870|bibcode=2007SurSc.601.3866C}}</ref>
Line 97: Line 115:
<ref name="refname13">{{cite journal|pmid=19863087|year=2009|last1=Faklaris|first1=O.|last2=Joshi|first2=V.|last3=Irinopoulou|first3=T.|last4=Tauc|first4=P.|last5=Sennour|first5=M.|last6=Girard|first6=H.|last7=Gesset|first7=C.|last8=Arnault|first8=J. C.|last9=Thorel|first9=A.|last10=Boudou|first10=J. P.|last11=Curmi|first11=P. A.|last12=Treussart|first12=F.|s2cid=1261084|title=Photoluminescent diamond nanoparticles for cell labeling: Study of the uptake mechanism in mammalian cells|journal=ACS Nano|volume=3|issue=12|pages=3955–62|doi=10.1021/nn901014j|arxiv=0907.1148}}</ref>
<ref name="refname13">{{cite journal|pmid=19863087|year=2009|last1=Faklaris|first1=O.|last2=Joshi|first2=V.|last3=Irinopoulou|first3=T.|last4=Tauc|first4=P.|last5=Sennour|first5=M.|last6=Girard|first6=H.|last7=Gesset|first7=C.|last8=Arnault|first8=J. C.|last9=Thorel|first9=A.|last10=Boudou|first10=J. P.|last11=Curmi|first11=P. A.|last12=Treussart|first12=F.|s2cid=1261084|title=Photoluminescent diamond nanoparticles for cell labeling: Study of the uptake mechanism in mammalian cells|journal=ACS Nano|volume=3|issue=12|pages=3955–62|doi=10.1021/nn901014j|arxiv=0907.1148}}</ref>
}}
}}
[[Category: डायमंड]] [[Category: कार्बन नैनोकण]]


[[Category: Machine Translated Page]]
[[Category:Articles with hatnote templates targeting a nonexistent page]]
[[Category:CS1 errors]]
[[Category:CS1 maint]]
[[Category:Created On 05/12/2023]]
[[Category:Created On 05/12/2023]]
[[Category:Machine Translated Page]]
[[Category:Pages with reference errors]]
[[Category:Pages with script errors]]
[[Category:Vigyan Ready]]

Latest revision as of 14:34, 14 December 2023

File:Popigai nanodiamonds.jpg
पोपिगई प्रभाव संरचना, साइबेरिया, रूस का प्राकृतिक नैनोडायमंड समूह।[1]

नैनोडायमंड या हीरे के अतिसूक्ष्म कण 100 नैनोमीटर से कम आकार वाले हीरे के कण होते हैं जो किसी विस्फोट या उल्कापिंड के प्रभाव जैसी घटनाओं से उत्पन्न हो सकते हैं।[1] बड़े पैमाने पर संश्लेषण, सतह क्रियाशीलता की क्षमता और उच्च जैव अनुकूलता के कारण नैनोडायमंड को जैविक, इलेक्ट्रॉनिक और क्वांटम इंजीनियरिंग के अनुप्रयोगों में एक संभावित धातु के रूप में प्रयोग किया जाता है।[1][2]


File:Detonationdiamond.jpg
विस्फोट नैनोडायमंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ
File:Synthetic nanodiamond TEM.jpg
कृत्रिम नैनोडायमंड की आंतरिक संरचना।[1]
File:Detonationdiamond.jpg
विस्फोट नैनोडायमंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ

इतिहास

See also: विस्फोट नैनोडायमंड
File:Natural nanodiamond TEM.jpg
कृत्रिम नैनोडायमंड की आंतरिक संरचना।

1963 में केंद्रीय तकनीकी भौतिकी अनुसंधान संस्थान के सोवियत वैज्ञानिकों ने देखा कि नैनोडायमंड परमाणु विस्फोटों द्वारा बनाए गए थे जो कार्बन-आधारित ट्रिगर विस्फोटकों का उपयोग करते थे।[3]

संरचना

नैनोडायमंड की संरचना में तीन मुख्य दृष्टिकोण हैं जिन्हें समग्र आकार, कोर और सतह माना जाता है। कई विवर्तन प्रयोगों के माध्यम से यह निर्धारित किया गया है कि नैनोडायमंड का समग्र आकार या तो गोलाकार या अण्डाकार होता है।[4] नैनोडायमंड के कोर में एक हीरे का पिंजरा होता है जो मुख्य रूप से कार्बन से बना होता है जबकि कोर हीरे की संरचना के लगभग बराबर होता है, नैनोडायमंड की सतह वास्तव में ग्रेफाइट की संरचना से बनी होती है। एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि सतह में मुख्य रूप से कार्बन होते हैं, जिनमें उच्च मात्रा में फिनोल, पायरोन और सल्फोनिक अम्ल होते हैं। हालांकि अपेक्षाकृत कम मात्रा में साथ ही कार्बोक्सिलिक अम्ल समूह, हाइड्रॉक्सिल समूह और एपॉक्साइड समूह भी होते हैं।[5] कभी-कभी नैनोडायमंड की संरचना में नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र जैसे दोष पाए जा सकते हैं। सामान्यतः जो 15n एनएमआर अनुसंधान जैसे दोषों की उपस्थिति की पुष्टि करते है।[6] एक हालिया अध्ययन से यह भी पता चलता है कि नैनोडायमंड के आकार के साथ नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्रों की आवृत्ति अपेक्षाकृत कम हो जाती है।[7]

File:"Diamond" Structure.png
चित्र 1: क्लासिक डायमंड संरचना: चार परमाणुओं से भरा टेट्राहेड्रल छिद्रों वाला आयताकार केंद्रित घन
Robed woman, standing, holding a sword
चित्र 2: नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र का दृश्य (A): नीला परमाणु कार्बन परमाणुओं का प्रतिनिधित्व करता है, लाल परमाणु कार्बन परमाणु के स्थान पर नाइट्रोजन परमाणु का प्रतिनिधित्व करता है और पीला परमाणु एक जाली रिक्ति गैस का प्रतिनिधित्व करता है।
Error creating thumbnail:
चित्र 3: नाइट्रोजन-रिक्ति केंद्र का दृश्य (B)






निर्माण विधियाँ

File:Graphitic Carbon.png
चित्र 4: ग्रेफाइटिक कार्बन विस्फोट संश्लेषण के उपोत्पाद के रूप में उत्पादित वैन डेर वाल्स पारस्परिक प्रभाव आंशिक रूप से दिखाया गया है।

विस्फोटों के अतिरिक्त संश्लेषण के प्रकारों में हाइड्रोथर्मल संश्लेषण, आयन बमबारी, लेजर बमबारी, माइक्रोवेव प्लाज्मा रासायनिक वाष्प अधिशोषण तकनीक, अल्ट्रासाउंड संश्लेषण और विद्युत रासायनिक संश्लेषण सम्मिलित है।[8][9] इसके अतिरिक्त, उच्च दाब और उच्च तापमान के अंतर्गत ग्रेफाइटिक C3N4 के अपघटन से बड़ी मात्रा में उच्च शुद्धता वाले नैनोडायमंड प्राप्त होते हैं।[10] हालाँकि नैनोडायमंड का विस्फोट संश्लेषण नैनोडायमंड के व्यावसायिक उत्पादन में उद्योग मानक बन गया है। सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला विस्फोटक ट्रिनिट्रोटोलुइन और हेक्सोजेन या ऑक्टोजन का मिश्रण है।[11] विस्फोट प्रायः एक सीलबंद, ऑक्सीजन स्टेनलेस स्टील कक्ष में किया जाता है जिससे 5 एनएम औसत नैनोडायमंड और अन्य ग्रेफाइटिक यौगिकों का मिश्रण प्राप्त होता है।[10] विस्फोट संश्लेषण में नैनोडायमंड के ऑक्सीकरण को अवशोषित करने के लिए ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में 15 जीपीए से अधिक दाब और 3000K से अधिक तापमान पर नैनोडायमंड बनते हैं। संश्लेषण मे तीव्रता से ठंडा होने से नैनोडायमंड की उत्पादन क्षमता बढ़ जाती है क्योंकि ऐसी परिस्थितियों में हीरा सबसे स्थिर रहता है।[10] विस्फोट संश्लेषण में गैस-आधारित और तरल-आधारित शीतलक जैसे पानी और आर्गन पानी-आधारित फोम और बर्फ का उपयोग किया जाता है।[10] क्योंकि विस्फोट संश्लेषण के परिणामस्वरूप नैनोडायमंड कणों और अन्य ग्रेफाइटिक कार्बन रूपों का मिश्रण होता है। अशुद्धियों के मिश्रण से छुटकारा पाने के लिए व्यापक विधियों को नियोजित किया जाना आवश्यक होता है। सामान्यतः गैसीय ओजोन अभिक्रिया या विलयन नाइट्रिक अम्ल ऑक्सीकरण का उपयोग (sp2) कार्बन और धातु की अशुद्धियों को दूर करने के लिए किया जाता है।[12] नैनोडायमंड इथेनॉल वाष्प के पृथक्करण और इथेनॉल में अल्ट्राफास्ट लेजर फिलामेंटेशन के माध्यम से बनते हैं।[13]

संभावित अनुप्रयोग

एन-वी केंद्र में हीरे की जालक संरचना के भीतर रिक्त स्थान (परमाणु के अतिरिक्त) में कार्बन परमाणु के स्थान पर एक नाइट्रोजन परमाणु होता है जिसमे एन-वी का उपयोग करके क्वांटम सेंसिंग अनुप्रयोगों में नैनोडायमंड के क्षेत्र में हालिया प्रगति (2019 तक) को निम्नलिखित समीक्षा में संक्षेपित किया गया है।[14][15]

ऐसे एन-वी केंद्र पर माइक्रोवेव स्पंद लगाने से इसके इलेक्ट्रॉन घूर्णन की दिशा मे परिवर्तित हो जाते हैं। ऐसे इलेक्ट्रानों की एक श्रृंखला (वॉल्श डिकॉउलिंग अनुक्रम) को प्रयुक्त करने से वे फिल्टर के रूप में कार्य करने लगते हैं। एक श्रृंखला में इलेक्ट्रानों की संख्या को अलग-अलग करने से घूर्णन की दिशा अलग-अलग परिवर्तित हो जाती है।[15] वे असम्बद्ध कणो को कुशलतापूर्वक वर्णक्रमीय गुणांक से बाहर निकालते हैं जिससे संवेदनशीलता में सुधार होता है।[16] संपूर्ण चुंबकीय क्षेत्र के पुनर्निर्माण के लिए संकेतक तकनीकों का उपयोग किया जाता है।[15]

प्रोटोटाइप में 3 मिमी-व्यास वर्ग के नैनोडायमंड का उपयोग किया गया था लेकिन इस तकनीक को दसियों नैनोमीटर तक अपेक्षाकृत छोटा किया जा सकता है।[15]

सूक्ष्म-अपघर्षक

नैनोडायमंड दृश्यमान हीरे की कठोरता और रासायनिक स्थिरता को साझा करते हैं, जिससे वे अपेक्षाकृत तरल स्नेहक के लिए पॉलिश और इंजन ऑयल जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बन जाते हैं।





चिकित्सा

नैनोडायमंड के अद्वितीय गुणों के कारण इनमे असंख्य जैविक अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने की क्षमता, जड़ता और कठोरता होती है। नैनोडायमंड पारंपरिक सूक्ष्म धातु का एक अपेक्षाकृत अच्छा विकल्प सिद्ध हो सकता है जो वर्तमान में चिकित्सा, कोट प्रत्यारोपण योग्य धातुओ को ले जाने और बायोसेंसर को संश्लेषित करने के लिए उपयोग किया जाता है।[17] जैव चिकित्सा रोबोट.नैनोडायमंड की कम कोशिका विषाक्तता जैविक रूप से संगत धातु के रूप में उनके उपयोग की पुष्टि करती है।[17]

कोशिकाओं में नैनोडायमंड की खोज करने वाले इनविट्रो अध्ययनों से पता चला है कि अधिकांश नैनोडायमंड प्रतिदीप्ति प्रदर्शित करते हैं और समान रूप से वितरित होते हैं।[18] हीलियम आयनों के साथ हीरे के नैनोक्रिस्टलीय कण को प्रकाशित करके फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड कणों का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है।[19] फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड फोटोस्टेबल रासायनिक रूप से निष्क्रिय होते है सामान्यतः इसमे फ्लोरोसेंट का जीवनकाल बढ़ाया जा सकता है, जिससे यह कई जैविक अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी बन सकता है।[20] कई अध्ययनों से पता चला है कि छोटे फोटोल्यूमिनसेंट नैनोडायमंड जो कोशकीय विलयन में मिश्रित रहते हैं और जैविक अणुओं के परिवहन के लिए उत्कृष्ट होते हैं।[21]

इनाविट्रो लक्षण

नाइट्रोजन-रिक्ति दोष वाले नैनोडायमंड का उपयोग कृत्रिम परिवेशीय लक्षणों के लिए अति संवेदनशीलता के रूप में किया जाता है जो ऑटोफ्लोरेसेंस से सिग्नल को अलग करने के लिए उत्सर्जन तीव्रता और आवृत्ति-डोमेन विश्लेषण को नियंत्रित करने के लिए माइक्रोवेव क्षेत्र का उपयोग करते है।[22] रीकॉम्बिनेज़ पोलीमरेज़ एम्प्लीफिकेशन के साथ नैनोडायमंड अपेक्षाकृत कम लागत वाले पार्श्व प्रवाह परीक्षण प्रारूप पर एचआईवी -1 आरएनए की एकल-प्रतिलिपि का पता लगाने में सक्षम होते हैं।

चिकित्सा वितरण

रासायनिक अभिक्रिया मे 5 एनएम आकार के हीरे के नैनोकण एक बड़ी सुलभ और अनुरूप सतह प्रदान करते हैं। उनके पास अद्वितीय प्रकाशीय, यांत्रिक और ऊष्मीय गुण होते हैं और वे सामान्यतः गैर विषैले होते हैं। चिकित्सा वितरण में नैनोडायमंड की क्षमता का प्रदर्शन किया गया है, नैनोडायमंड पर चिकित्सा अवशोषण के मूलभूत तंत्र, ऊष्मागतिकी और कैनेटीक्स को कम समझा गया है। महत्वपूर्ण अवयवों में शुद्धता, सतह रसायन विज्ञान, विस्तार गुणवत्ता, तापमान और आयनिक संरचना सम्मिलित है।

नैनोडायमंड (संलग्न अणुओं के साथ) रक्त-मस्तिष्क बाधा को भेदने में सक्षम होते हैं जो मस्तिष्क को अधिकांश दोषो से अलग करते है। 2013 में डॉक्सोरूबिसिन अणुओं (लोकप्रिय कैंसर औषधि) को नैनोडायमंड सतहों से जोड़ा गया था जिससे चिकित्सा एनडी-डीओएक्स का निर्माण हुआ। परीक्षणों से पता चला कि कैंसर यौगिक को बाहर निकालने में असमर्थ थे, जिससे कैंसर पर प्रभाव डालने की औषधि की क्षमता बढ़ गई और दुष्प्रभाव अपेक्षाकृत कम हो गए थे।

बड़े नैनोडायमंड अपनी "उच्च ग्रहण क्षमता" के कारण कोशिकीय कण के रूप में कार्य करने की क्षमता रखते हैं।[21] अध्ययनों से निष्कर्ष निकाला गया है कि हीरे के नैनोकण कार्बन नैनोट्यूब के समान होते हैं और सर्फेक्टेंट के साथ उपयोग करने पर विलयन में कार्बन नैनोट्यूब और नैनोडायमंड दोनों की स्थिरता और जैव-अनुकूलता अपेक्षाकृत बढ़ जाती है।[18] इसके अतिरिक्त, छोटे व्यास के नैनोडायमंड को सतह पर क्रियाशील करने की क्षमता नैनोडायमंड को संभावित रूप से कम कोशिका विषाक्तता के साथ बायोलेबल के रूप में उपयोग करने की विभिन्न संभावनाएं प्रदान करते हैं।[18]

कैटलिसिस (उत्प्रेरक)

कणों के आकार को अपेक्षाकृत कम करने और उनकी सतहों को क्रियाशील बनाने के लिए सतह-संशोधित नैनोडायमंड को प्रोटीन वितरित करने की स्वीकृति दी जाती है [18] जो पारंपरिक उत्प्रेरक का विकल्प प्रदान कर सकते हैं।[23]

त्वचा संरक्षण

नैनोडायमंड मानव त्वचा द्वारा अच्छी तरह से अवशोषित होते हैं। वे त्वचा संरक्षण उत्पादों में त्वचा की तुलना में अधिक धातु को अवशोषित करते हैं। इस प्रकार वे अधिक अवयवों को त्वचा की परतों में मिश्रण का कारण बनते हैं। नैनोडायमंड पानी के साथ जटिल बंध भी बनाते हैं, जिससे त्वचा को हाइड्रेट करने में सहायता प्राप्त होती है।

सर्जरी (शल्य चिकित्सा)

जबड़े और दांत के ऑपरेशन के समय डॉक्टर सामान्यतः प्रभावित क्षेत्र के पास हड्डी-विकास उत्तेजक प्रोटीन युक्त स्पंज चिपकाने के लिए आक्रामक शल्य चिकित्सा का उपयोग करते हैं। हालाँकि, नैनोडायमंड हड्डी मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन और फ़ाइब्रोब्लास्ट वृद्धि कारक दोनों से बंधते हैं जो हड्डी और कार्टिलेज दोनों को पुनर्निर्माण के लिए प्रोत्साहित करते हैं और मौखिक रूप से वितरित किए जा सकते हैं। नैनोडायमंड को रूट कैनाल थेरेपी में 'गुट्टा पर्चा' में भी सफलतापूर्वक सम्मिलित किया गया है।[24]

रक्त परीक्षण

दोषपूर्ण नैनोडायमंड बाहरी क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉन स्पिन के अभिविन्यास को माप सकते हैं और इस प्रकार उनकी क्षमता को भी माप सकते हैं। वे हीरे की सतह पर फ़ेरिटिन प्रोटीन को स्थिर वैद्युत विक्षेप रूप से अवशोषित कर सकते हैं जहां उनकी संख्या सामान्यतः मापी जा सकती है और साथ ही प्रोटीन बनाने वाले परमाणुओं (लगभग 4,500) की संख्या भी मापी जा सकती है।

इलेक्ट्रोनिक और सेंसर

सेंसर

नैनोडायमंड में प्राकृतिक रूप से होने वाले दोष, जिन्हें नाइट्रोजन-रिक्ति (एन-वी) केंद्र कहा जाता है। इसका उपयोग दुर्बल चुंबकीय क्षेत्रों में समय के साथ होने वाले परिवर्तनों को मापने के लिए किया जाता है और उसी प्रकार जैसे एक कंपास पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के साथ करता है। पाओला कैपेलारो का कहना है कि सेंसर का उपयोग कमरे के तापमान पर किया जा सकता है चूंकि वे पूरी तरह से कार्बन से बने होते हैं। इसलिए उन्हें जीवित कोशिकाओं में बिना किसी हानि के साथ प्रयुक्त किया जा सकता है।[15]

नैनोमैकेनिकल सेंसर और नैनोइलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम (एनईएमएस)

हाल के अध्ययनों से पता चला है कि नैनोस्केल हीरे को 9% से अधिक स्थानीय अधिकतम तन्यता तनाव के साथ मोड़ा जा सकता है[25] जिसके अनुरूप अधिकतम तन्यता तनाव 100 गीगापास्कल तक अभिगम्य हो सकता है जो उन्हें उच्च-प्रदर्शन नैनोमैकेनिकल सेंसर और एनईएमएस अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है।

ऑप्टिकल कंप्यूटिंग

नैनोडायमंड ऑप्टिकल कंप्यूटिंग के लिए फोटोनिक मेटामटेरियल का एक विकल्प प्रदान करते हैं। वही एकल-दोष वाले नैनोडायमंड जिनका उपयोग चुंबकीय क्षेत्र को समझने के लिए किया जा सकता है, वे प्रकाश संचरण को सक्षम/बाधित करने के लिए हरे और अवरक्त प्रकाश के संयोजन का भी उपयोग कर सकते हैं, जिससे ट्रांजिस्टर और अन्य तार्किक तत्वों का निर्माण संभव हो सकता है।

क्वांटम कम्प्यूटिंग

एन-वी केंद्रों वाले नैनोडायमंड कमरे के तापमान मे क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए अधिकृत आयनों मे एक ठोस-अवस्था के रूप में कार्य कर सकते हैं।

इमेजिंग (प्रतिबिंबन)

नैनोडायमंड फ्लोरोसेंट और मल्टीहार्मोनिक इमेजिंग सिस्टम में गुणवत्ता नियंत्रण उद्देश्यों के लिए एक स्थिर संदर्भ प्रदान करते हैं।[26]

पुरस्कार

  • 2012 आईजी नोबेल शांति पुरस्कार: पुराने रूसी गोला-बारूद को नए हीरों में परिवर्तित करने के लिए एसकेएन कंपनी
  • 2015 में ऑस्ट्रेलिया के मुख्य कार्यकारी कार्यालय (ओसीई), राष्ट्रमंडल वैज्ञानिक और औद्योगिक अनुसंधान संगठन (सीएसआईआरओ) के विज्ञान नेता अमांडा बरनार्ड को अतिसूक्ष्म प्रौद्योगिकी के लिए दूरदर्शिता संस्थानों के फेनमैन पुरस्कार में सैद्धांतिक पुरस्कार प्राप्त हुआ। सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल प्रकारों का उपयोग करते हुए, अमांडा बर्नार्ड ने कार्बन नैनो संरचना, स्थिरता और विभिन्न परिस्थितियों में गुणों और पारस्परिक प्रभाव को स्थापित करने में आकार की भूमिका की समझ को विकसित किया था जिसके कारण नैनोडायमंड घोषित पुरस्कार उनके कार्य पर केंद्रित है।[27]

यह भी देखें

  • एकत्रित डायमंड नैनोरोड, हीरे का एक नैनो क्रिस्टलीय रूप जिसे नैनोडायमंड या हाइपरडायमंड के रूप में भी जाना जाता है।
  • डेटोनेशन नैनोडायमंड

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 Ohfuji, Hiroaki; Irifune, Tetsuo; Litasov, Konstantin D.; Yamashita, Tomoharu; Isobe, Futoshi; Afanasiev, Valentin P.; Pokhilenko, Nikolai P. (2015). "प्रभाव क्रेटर से शुद्ध नैनो-पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे की प्राकृतिक घटना". Scientific Reports. 5: 14702. Bibcode:2015NatSR...514702O. doi:10.1038/srep14702. PMC 4589680. PMID 26424384.
  2. ↑ Chung, P.-H.; Perevedentseva, E.; Cheng, C.-L. (2007). "The particle size-dependent photoluminescence of nanodiamonds". Surface Science. 601 (18): 3866–3870. Bibcode:2007SurSc.601.3866C. doi:10.1016/j.susc.2007.04.150.
  3. ↑ Danilenko, V. V. (2004). "On the history of the discovery of nanodiamond synthesis". Physics of the Solid State. 46 (4): 595–599. Bibcode:2004PhSS...46..595D. doi:10.1134/1.1711431. S2CID 121038737.
  4. ↑ Zou, Q.; Li, Y.G.; Zou, L.H.; Wang, M.Z. (2009). "Characterization of structures and surface states of the nanodiamond synthesized by detonation". Materials Characterization. 60 (11): 1257–1262. doi:10.1016/j.matchar.2009.05.008.
  5. ↑ Paci, Jeffrey T.; Man, Han B.; Saha, Biswajit; Ho, Dean; Schatz, George C. (2013). "Understanding the Surfaces of Nanodiamonds". The Journal of Physical Chemistry C. 117 (33): 17256–17267. doi:10.1021/jp404311a.
  6. ↑ Fang, Xiaowen; Mao, Jingdong; Levin, E. M.; Schmidt-Rohr, Klaus (2009). "Nonaromatic Core−Shell Structure of Nanodiamond from Solid-State NMR Spectroscopy". Journal of the American Chemical Society. 131 (4): 1426–1435. doi:10.1021/ja8054063. PMID 19133766.
  7. ↑ Rondin, L.; Dantelle, G.; Slablab, A.; Grosshans, F.; Treussart, F.; Bergonzo, P.; Perruchas, S.; Gacoin, T.; Chaigneau, M.; Chang, H.-C.; Jacques, V.; Roch, J.-F. (2010). "Surface-induced charge state conversion of nitrogen-vacancy defects in nanodiamonds". Physical Review B. 82 (11): 115449. arXiv:1008.2276. Bibcode:2010PhRvB..82k5449R. doi:10.1103/PhysRevB.82.115449. S2CID 119217590.
  8. ↑ Fang, Leiming; Ohfuji, Hiroaki; Irifune, Tetsuo (2013). "A Novel Technique for the Synthesis of Nanodiamond Powder". Journal of Nanomaterials. 2013: 1–4. doi:10.1155/2013/201845.
  9. ↑ "नैनोडायमंड्स का अल्ट्रासोनिक संश्लेषण". www.hielscher.com.
  10. ↑ 10.0 10.1 10.2 10.3 Holt, Katherine B. (2007). "Diamond at the nanoscale: Applications of diamond nanoparticles from cellular biomarkers to quantum computing". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 365 (1861): 2845–2861. Bibcode:2007RSPTA.365.2845H. doi:10.1098/rsta.2007.0005. PMID 17855222. S2CID 8185618.
  11. ↑ Kharisov, Boris I.; Kharissova, Oxana V.; Chávez-Guerrero, Leonardo (2010). "Synthesis Techniques, Properties, and Applications of Nanodiamonds". Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal-Organic, and Nano-Metal Chemistry. 40: 84–101. doi:10.3109/10799890903555665 (inactive 1 August 2023).{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of August 2023 (link)
  12. ↑ Kumar, Ajay; Ann Lin, Pin; Xue, Albert; Hao, Boyi; Khin Yap, Yoke; Sankaran, R. Mohan (21 October 2013). "इथेनॉल वाष्प के माइक्रोप्लाज्मा पृथक्करण के माध्यम से निकट-परिवेश स्थितियों में नैनोडायमंड्स का निर्माण". Nature Communications. 4 (1): 2618. Bibcode:2013NatCo...4.2618K. doi:10.1038/ncomms3618. PMID 24141249. S2CID 26552314.
  13. ↑ Nee, Chen-Hon; Yap, Seong-Ling; Tou, Teck-Yong; Chang, Huan-Cheng; Yap, Seong-Shan (23 September 2016). "इथेनॉल के फेमटोसेकंड लेजर विकिरण द्वारा नैनोडायमंड्स का प्रत्यक्ष संश्लेषण". Scientific Reports. 6 (1): 33966. Bibcode:2016NatSR...633966N. doi:10.1038/srep33966. PMC 5034281. PMID 27659184.
  14. ↑ Radtke, Mariusz; Bernardi, Ettore; Slablab, Abdallah; Nelz, Richard; Neu, Elke (9 September 2019). "Nanoscale sensing based on nitrogen vacancy centersin single crystal diamond and nanodiamonds:achievements and challenges". arXiv:1909.03719v1 [physics.app-ph].
  15. ↑ 15.0 15.1 15.2 15.3 15.4 "तंत्रिका संकेतों का सटीक पता लगाने के लिए नैनोडायमंड्स का उपयोग करना". KurzweilAI. January 27, 2014.
  16. ↑ Cooper, A.; Magesan, E.; Yum, H. N.; Cappellaro, P. author (2014). "हीरे में इलेक्ट्रॉनिक स्पिन के साथ समय-समाधान चुंबकीय संवेदन". Nature Communications. 5: 3141. arXiv:1305.6082. Bibcode:2014NatCo...5.3141C. doi:10.1038/ncomms4141. PMID 24457937. S2CID 14914691. {{cite journal}}: |author4= has generic name (help)
  17. ↑ 17.0 17.1 Schrand, Amanda M.; Huang, Houjin; Carlson, Cataleya; Schlager, John J.; Ōsawa, Eiji; Hussain, Saber M.; Dai, Liming (2007). "Are Diamond Nanoparticles Cytotoxic?". The Journal of Physical Chemistry B. 111 (1): 2–7. doi:10.1021/jp066387v. PMID 17201422.
  18. ↑ 18.0 18.1 18.2 18.3 Neugart, Felix; Zappe, Andrea; Jelezko, Fedor; Tietz, C.; Boudou, Jean Paul; Krueger, Anke; Wrachtrup, Jörg (2007). "Dynamics of Diamond Nanoparticles in Solution and Cells". Nano Letters. 7 (12): 3588–3591. Bibcode:2007NanoL...7.3588N. doi:10.1021/nl0716303. PMID 17975943.
  19. ↑ Chang, Yi-Ren; Lee, Hsu-Yang; Chen, Kowa; Chang, Chun-Chieh; Tsai, Dung-Sheng; Fu, Chi-Cheng; Lim, Tsong-Shin; Fang, Chia-Yi; Han, Chau-Chung; Chang, Huan-Cheng; Fann, Wunshain (2008). "फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स का बड़े पैमाने पर उत्पादन और गतिशील इमेजिंग". Nature Nanotechnology. 3 (5): 284–288. doi:10.1038/nnano.2008.99. PMID 18654525.
  20. ↑ Yu, Shu-Jung; Kang, Ming-Wei; Chang, Huan-Cheng; Chen, Kuan-Ming; Yu, Yueh-Chung (2005). "Bright Fluorescent Nanodiamonds: No Photobleaching and Low Cytotoxicity". Journal of the American Chemical Society. 127 (50): 17604–17605. doi:10.1021/ja0567081. PMID 16351080.
  21. ↑ 21.0 21.1 Faklaris, O.; Joshi, V.; Irinopoulou, T.; Tauc, P.; Sennour, M.; Girard, H.; Gesset, C.; Arnault, J. C.; Thorel, A.; Boudou, J. P.; Curmi, P. A.; Treussart, F. (2009). "Photoluminescent diamond nanoparticles for cell labeling: Study of the uptake mechanism in mammalian cells". ACS Nano. 3 (12): 3955–62. arXiv:0907.1148. doi:10.1021/nn901014j. PMID 19863087. S2CID 1261084.
  22. ↑ Miller, Benjamin S.; Bezinge, Léonard; Gliddon, Harriet D.; Huang, Da; Dold, Gavin; Gray, Eleanor R.; Heaney, Judith; Dobson, Peter J.; Nastouli, Eleni; Morton, John J. L.; McKendry, Rachel A. (2020). "अल्ट्रासेंसिटिव डायग्नोस्टिक्स के लिए स्पिन-एन्हांस्ड नैनोडायमंड बायोसेंसिंग". Nature. 587 (7835): 588–593. Bibcode:2020Natur.587..588M. doi:10.1038/s41586-020-2917-1. PMID 33239800. S2CID 227176732.
  23. ↑ Kossovsky, Nir; Gelman, Andrew; Hnatyszyn, H. James; Rajguru, Samir; Garrell, Robin L.; Torbati, Shabnam; Freitas, Siobhan S. F.; Chow, Gan-Moog (1995). "Surface-Modified Diamond Nanoparticles as Antigen Delivery Vehicles". Bioconjugate Chemistry. 6 (5): 507–511. doi:10.1021/bc00035a001. PMID 8974446.
  24. ↑ Lee, Dong-Keun; Lee, Theordore; Liang, Zhangrui; Hsiou, Desiree; Miya, Darron; Wu, Brian; Osawa, Eiji; Chow, Edward Kai-Hua; Sung, Eric C; Kang, Mo K.; Ho, Dean (2017). "नैनोडायमंड-एम्बेडेड थर्मोप्लास्टिक बायोमटेरियल का नैदानिक ​​सत्यापन". PNAS. 114 (45): E9445–E9454. Bibcode:2017PNAS..114E9445L. doi:10.1073/pnas.1711924114. PMC 5692571. PMID 29078364. {{cite journal}}: zero width space character in |title= at position 59 (help)
  25. ↑ Banerjee, Amit; et al. (2018). "नैनोस्केल हीरे का अल्ट्रालार्ज लोचदार विरूपण". Science. 360 (6386): 300–302. Bibcode:2018Sci...360..300B. doi:10.1126/science.aar4165. PMID 29674589.
  26. ↑ Žurauskas, Mantas; Alex, Aneesh; Park, Jaena; Hood, Steve R.; Boppart, Stephen A. (2021-11-03). "नॉनलाइनियर माइक्रोस्कोपी सिस्टम के लक्षण वर्णन के लिए फ्लोरोसेंट नैनोडायमंड्स". Photonics Research. Optica. 9 (12): 2309–2318. doi:10.1364/prj.434236. ISSN 2327-9125. PMC 10174270. PMID 37181134. S2CID 239280518.
  27. ↑ "2014 Foresight Institute Feynman Prize". Foresight Institute. April 2015.
Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=नैनोडायमंड&oldid=279374’