Stanford e lo SLAC National Accelerator Laboratory gestiscono congiuntamente il programma leader mondiale per l'isolamento e lo studio dei diamondoidi, i più piccoli granelli di diamante possibili. Trovato naturalmente nei fluidi petroliferi, queste gabbie di carbonio ad incastro pesano meno di un miliardesimo di miliardesimo di carato (un carato pesa circa quanto 12 chicchi di riso); i più piccoli contengono solo 10 atomi.

Nell'ultimo decennio, un team guidato da due membri della facoltà Stanford-SLAC:Nick Melosh, un professore associato di scienza e ingegneria dei materiali e di scienza dei fotoni, e Zhi-Xun Shen, un professore di scienza dei fotoni e di fisica e fisica applicata - ha scoperto potenziali ruoli per i diamondoidi nel miglioramento delle immagini al microscopio elettronico, assemblaggio di materiali e circuiti di stampa su chip per computer. Il lavoro del team si svolge all'interno di SIMES, lo Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, che è gestito in collaborazione con SLAC.

Prima che possano farlo, anche se, solo ottenere i diamondoidi è un'impresa tecnica. Si parte dalla vicina raffineria Chevron di Richmond, California, con un vagone cisterna pieno di petrolio greggio dal Golfo del Messico. "Abbiamo analizzato più di mille oli da tutto il mondo per vedere quale aveva le più alte concentrazioni di diamante, "dice Jeremy Dahl, che ha sviluppato tecniche chiave di isolamento del diamanteide con il collega ricercatore della Chevron Robert Carlson prima che entrambi arrivassero a Stanford:Dahl come ricercatore associato di scienze fisiche e Carlson come scienziato in visita.

Le fasi di isolamento originali sono state eseguite presso la raffineria Chevron, dove i greggi selezionati venivano bolliti in enormi pentole per concentrare i diamondoidi. Alcuni dei residui di quel lavoro sono arrivati ​​a un laboratorio SLAC, dove piccoli lotti vengono ripetutamente bolliti per evaporare e isolare molecole di peso specifico. Questi fluidi vengono quindi forzati ad alta pressione attraverso sofisticati sistemi di filtrazione per separare diamanti di diverse dimensioni e forme, ognuno dei quali ha proprietà diverse.

I diamanti stessi sono invisibili all'occhio; l'unico motivo per cui possiamo vederli è che si raggruppano bene insieme, cristalli simili allo zucchero. "Se tu avessi un cucchiaio, "Dal dice, tenendone alcuni nel palmo, "potresti darne 100 miliardi a ogni persona sulla Terra e averne ancora un po'".

Recentemente, il team ha iniziato a utilizzare i diamondoidi per seminare la crescita di impeccabili, diamanti di dimensioni nanometriche in un laboratorio a Stanford. Introducendo altri elementi, come silicio o nichel, durante il processo di crescita, sperano di realizzare nanodiamanti con difetti su misura in grado di produrre singoli fotoni di luce per comunicazioni ottiche di prossima generazione e imaging biologico.

I primi risultati mostrano che la qualità dei materiali ottici cresciuti da semi di diamante è costantemente elevata, dice Jelena Vuckovic di Stanford, un professore di ingegneria elettrica che sta conducendo questa parte della ricerca con Steven Chu, professore di fisica e di fisiologia molecolare e cellulare.

"Sviluppare un modo affidabile per coltivare i nanodiamanti è fondamentale, "dice Vuckovic, che è anche un membro di Stanford Bio-X. "Ed è davvero fantastico avere quella fonte e il coltivatore proprio qui a Stanford. I nostri collaboratori coltivano il materiale, lo caratterizziamo e diamo loro un feedback subito. Possono cambiare tutto ciò che vogliamo che cambino".