Алмазам нашли новое применение в биологии и медицине

25 сентября, 08:32 | Юлия Зарицкая

Специалисты из Гарвардского университета, Массачусетского технологического института и Сельскохозяйственного и политехнического университета Техаса (все - США), исследовавшие возможность создания квантового компьютера с помощью алмазов, нашли этим драгоценным камням новое применение в биологии и медицине.

 

Свойства алмазов, как выяснили ученые, делают их идеальными кандидатами на роль датчиков в устройствах, работа которых основана на явлении ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

 

Периодичность кристаллической решетки алмаза, поясняют авторы, иногда нарушается, причем довольно часто встречается такой дефект: один атом азота заменяет два атома углерода, оставляя позицию одного из них вакантной.

 

Образованием этих дефектов отчасти объясняется блеск алмазов: при попадании на них зеленого света два неспаренных электрона атома азота переходят в новое энергетическое состояние с испусканием фотонов.

 

Анализируя незначительные изменения в процессе испускания, можно определить направление спина электрона. В своих опытах ученые продемонстрировали передачу квантовой информации (спинового состояния) от электрона к ядрам близлежащих атомов углерода, построили небольшую цепь, которая выполняла простейшие логические операции, и организовали процесс считывания квантовых данных.

 

Основное достоинство такого подхода заключается в том, что система сохраняет работоспособность при комнатной температуре. Впрочем, построить действующий квантовый компьютер ученые не стремятся; куда больше их привлекает создание ЯМР-датчика для изучения микроскопических объектов - отдельных клеток в живом организме или молекул.

 

«Считается, что проводить такие исследования невозможно, поскольку в обоих случаях магнитное поле слишком слабо, - говорит один из участников работы Джейкоб Тейлор (Jacob Taylor). - Однако чувствительность этой технологии очень высока; кроме того, она не представляет опасности для организма и не требует охлаждения до низких температур. Надеюсь, с ее помощью нам удастся заглянуть внутрь клетки и рассмотреть, что происходит в разных ее частях».

 

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Science.

Примечательно, что около двух лет назад ученые доказали, что алмазы действительно "вечны". Или, по крайней мере, одного возраста с Землей.

 

Исследователи выкопали алмаз возрастом более 4 миллиардов лет. Алмаз, "попавший в ловушку" кристаллов циркона, был найден в Западной Австралии в районе Jack Hills.

 

По возрасту почти такой как сама планета Земля, этот алмаз считается самым старым из всех земных алмазов, которые когда-либо были найдены, и он, возможно, сможет рассказать некоторые подробности начальных этапов формирования земной коры нашей планеты.

 

Jack Hills - единственное место на Земле, где находят такие алмазы.

 

Около 4,5 миллиардов лет назад Земля образовалась из облака пыли, вращающегося вокруг Солнца. Постепенно, Земля сжалась до размера планеты и температура ее поверхности достигала 6 тысяч градусов Цельсия. Когда же планета остывала, жидкая лава застывала, превращаясь в скалы. Вопросы, касающиеся формирования скал а также сроков их формирования до сих пор не могут найти ответа в виду ограниченного количества необходимой информации.

 

Одни говорят, что молодая планета была покрыта океанами расплавленной лавы, другие утверждают, что Земля остыла достаточно для самостоятельного формирования скал, а остальная поверхность покрылась водой.

 

Кристалы циркона, вероятно, помогут найти ответы на эти вопросы. Эти кристаллы, образованные из циркониевых силикатов прочны и имеют сравнительно высокую тмпературу плавления. Как результат, они сохраняют свою химическую составляющую и могут предоставить важные данные о событиях прошлого, когда формировалась земная кора и мантия.

 

Недавние исследования циркона предположили, что Земля могла остыть намного быстрее, чем думали раньше, одновременно с формированием корки и океанов около 4,4 миллиарда лет назад.

И эта находка алмаза говорит в пользу теории быстрого остывания Земли.

 

Химический анализ найденного циркона показал, что его возраст составляет более 4 миллиардов лет. Он почти на миллиард лет старше своего предшественника - самого старого алмаза, найденного ранее. Ученые предполагают, что алмаз формировался в материале, который кристаллизовался на протяжении 300 миллионов лет, во время формирования Земли.

 

После изучения различных точек зрения, ученые пришли к выводу, что этот алмаз был сформирован тогда, когда на Земле уже были скалы, т.к. для формирования алмазов необходимо высокое давление и относительно плотная кора, которая сформировалась 4,25 миллиарда лет назад. Таким образом, теория о том, что Земля остыла и сформировалась быстрее, чем считалось ранее, получает подтверждение в лице самого старого алмаза на Земле.

По материалам science.compulenta


      



................

Новости партнеров
...
...
...
...
...
Горячие темы
Новости партнеров
 


Каркасные дома

  
×
Читаем также: