Quando la soffiatrice di vetro di Adelaide Karen Cunningham ha realizzato opere d'arte utilizzando diamanti e vetro, non aveva idea che avrebbe ispirato un nuovo tipo di materiale ibrido. Ora un consorzio di scienziati, tra cui dalla RMIT University e dall'Università di Adelaide, sta usando la tecnologia per creare una nuova classe di sensori quantistici.

Lo studio pubblicato su Materiali APL rivela come i sensori di diamante ad alte prestazioni possono essere realizzati utilizzando fibre di vetro convenzionali.

Incorporando particelle di diamante in scala micron all'interno della sezione trasversale di una fibra di vetro silicato, il team ha dimostrato l'uso di un materiale in fibra robusto in grado di rilevare i campi magnetici.

L'autore principale dello studio e il dott. Dongbi Bai della RMIT School of Science hanno affermato che è stato un risultato entusiasmante che ha aperto la porta a molte applicazioni nel monitoraggio subacqueo, minerario e non solo.

"Questo ci consente di realizzare reti di sensori quantistici economici in grado di monitorare i cambiamenti nel campo magnetico, con tante applicazioni utili e le risposte a domande a cui non abbiamo ancora pensato, " lei disse.

Il diamante è una delle tecnologie all'avanguardia per il rilevamento del campo magnetico quantistico, con applicazioni diverse come la scansione del cervello, navigazione ed esplorazione mineraria.

Ma, le particelle di diamante devono essere visualizzate attraverso microscopi di fascia alta che non sono adatti per l'uso per un lungo periodo o sul campo.

Vicedirettore dell'Istituto per la fotonica e il rilevamento avanzato dell'Università di Adelaide, Heike Ebendorff-Heidepriem, ha detto che il team ha lavorato per aggirare questo problema per un decennio.

"Ma poiché il diamante brucia ad alte temperature, siamo stati limitati negli occhiali che possiamo usare, " lei ha aggiunto.

Il team ha imparato molto da questi cosiddetti "occhiali morbidi, ' ma questi occhiali non sono standard e non sono bravi a guidare la luce come le fibre di silice convenzionali, come quelli utilizzati nella rete nazionale a banda larga.

Dall'arte alla scienza

È qui che entra in scena l'artista del vetro Karen Cunningham. Stava facendo arte usando le nanoparticelle per mostrare come la luce si muove attraverso il vetro ed era affascinata dai diamanti usati da Heike e dai suoi colleghi nella sua ricerca.

"Abbiamo dato a Karen alcuni dei nostri diamanti più grandi per vedere come funzionavano, Il professor Brant Gibson della RMIT School of Science, spiegato.

I diamanti che ha dato a Karen avevano un diametro di circa un micron, che è 50 volte più piccola della larghezza di un capello umano.

"Per la maggior parte del nostro lavoro, questi diamanti sono semplicemente troppo grandi, quindi li usiamo principalmente per i test, " Egli ha detto.

Incredibilmente, i diamanti sono sopravvissuti alla soffiatura del vetro di Karen, e facevano parte della sua mostra alla JamFactory di Adelaide, nel 2017.

"Per noi, è stato il momento della lampadina e sapevamo di poter realizzare sensori di diamante in fibre di vetro più convenzionali, "ha detto Heike.

Per passare dall'arte di Karen ai prototipi di sensori ci sono voluti altri tre anni di test e fabbricazione, ha spiegato il dottor Dongbi Bai.

"Ci vuole sempre un duro lavoro per passare dall'idea al prodotto, ma sono così eccitato da ciò che abbiamo raggiunto, e ancora più eccitato da dove questo nuovo sensore quantistico può portarci, " lei disse.