由冲绳科学技术研究所制作
一个示意图，描述了在这项工作中使用的模型，用于模拟生长前在衬底上播种的晶粒的生长
研究人员观察了封闭膜和多孔膜的生长情况
信用:OIST 在当今社会，“钻石”这个词会让人联想到一系列的形象
它包含了力量、财富和地位的故事
但是去掉这些联系，这种材料的科学用途就显现出来了
钻石是透明的，非常坚硬，不会对活体组织造成任何危险
最近，研究人员开始在实验室中生长超薄多晶金刚石薄膜
这些薄膜具有钻石宝石的许多特性，可用于生物医学和传感器领域
此外，由于它们是由碳制成的，它们不需要任何昂贵或难以获得的材料
参谋科学家博士
OIST冲绳科学技术研究生院力学和材料组的斯托菲尔·扬森斯模拟了多孔和封闭多晶金刚石薄膜的生长
有一天，多孔金刚石薄膜——那些孔散布在整个薄膜上的薄膜——可以用作培养神经元和其他细胞的平台
模拟是成功的，揭示了电影中有趣的几何结构，并在《材料学报》上发表
“这些模拟给了我们一个很有希望的视角，让我们知道我们可能在实验室里做些什么，”博士解释道
扬森斯
“多孔薄膜目前需要复杂的技术来制造
我们希望能够以简单且经济的方式创建它们
这些模拟揭示了我们应该生长多长时间的薄膜，颗粒应该有多大，以及我们可以从结果中得到什么
" 为了生长多晶金刚石薄膜，纳米金刚石颗粒被接种到衬底上
在合适的条件下，这些颗粒会生长成柱状金刚石微晶，然后膨胀相互连接
随着时间的推移，这些连接会加强，从而形成坚固的材料
二维模拟使得Dr
扬森斯和他的合作者观察了改变颗粒大小和初始颗粒分布的详细结果
他们发现，随着金刚石薄膜的生长，颗粒之间形成的晶界形成了一个众所周知的图表
“这叫做沃罗诺伊图，”博士说
扬森斯解释道
“许多不同科学和工程领域的研究人员都知道这一点——从模拟细胞和骨骼结构的生物学家到寻找感染源的流行病学家，再到研究森林树冠生长模式的生态学家
" 当研究人员改变颗粒密度时，图表出现了不同的变化
模拟表明，颗粒的高初始密度导致类似蜂窝图案的图形，其孔均匀分布在膜上，而颗粒的低初始密度导致孔分布不均匀
博士；医生
扬森斯还研究了电影成长过程中不同阶段的拓扑转变
第一个显著的转变发生在所有颗粒连接在一起，形成多孔膜的时候
第二个显著的转变发生在晶粒紧密连接时，形成没有任何针孔的封闭膜
基于他们的模拟，研究人员调查了针孔的存活率，并探索了将最终封闭膜中出现针孔的可能性降至最低的策略
“多晶金刚石薄膜的模拟有助于连续渗流理论领域，”教授解释说
艾略特·弗里德，OIST力学和材料部门的首席研究员
“除了提供有助于在实验室环境中有效生长这些薄膜的实际见解，这项研究还增强了我们对与金刚石和各种其他材料的多晶薄膜生长相关的潜在拓扑和几何问题的理解
我们期待将我们的发现应用于可用于生物医学科学、量子设备和其他应用的薄膜的开发
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
