私たちの体や身の回りの材料は、とても小さな世界でできています。 その大きさは「ナノメートル」と呼ばれ、髪の毛の太さの約10万分の1ほどです。このナノの世界では、ほんのわずかな違いが、物質の性質や生命のはたらきを大きく変えてしまいます。 ナノ化学研究室では、ナノの世界を正確に調べるための物質として、超高品質ナノダイヤモンドの研究を行っています。

超高品質ナノダイヤモンドとは？

ダイヤモンドは、とてもかたい宝石として知られていますが、実は光る性質も持っています。特に、ダイヤモンドの中にごくわずかに含まれる窒素原子と欠陥（空孔）が隣り合わせになった場合は、緑色の光を当てると赤い光を発します。私たちは、ダイヤモンドの中の不純物や構造を制御することで、これまでよりも正確に温度を測れる「超高品質ナノダイヤモンド」をつくる研究をしています。

わずかな変化を測るナノのセンサー

超高品質ナノダイヤモンドは、単に光るだけでなく、温度や周囲の環境の変化を感じ取るナノサイズのセンサーとして使うことができます。たとえば、細胞の中で起こる小さな温度変化や、化学反応にともなう環境の変化を、ナノダイヤモンドを使って調べることができます。細胞の大きさは20マイクロメートル（髪の毛の1/5程度）、その中に入る温度計はありません。

ナノ材料から新しい計測技術へ

ナノの世界では、「よい材料」をつくることが、そのまま「よい測定」につながります。ナノ化学研究室では、材料の合成や表面の工夫を通して、ナノダイヤモンドの力を最大限に引き出す化学を探っています。こうした研究は、生命科学、医療、環境計測など、さまざまな分野への応用が期待されています。

こんな人に向いています

• 小さな世界やナノ材料に興味がある
• 宝石ではない「科学のダイヤモンド」にワクワクする
• 化学を使って新しい道具をつくってみたい
• 物理や生物にも少し興味がある

キーワード

ナノダイヤモンド／超高品質材料／ナノセンサー／温度測定／量子の性質

• 岡山大学プレスリリース　https://www.okayama-u.ac.jp/tp/release/release_id1311.html
• Keisuke Oshimi, Hitoshi Ishiwata, Hiromu Nakashima, Sara Mandić, Hina Kobayashi, Minori Teramoto, Hirokazu Tsuji, Yoshiki Nishibayashi, Yutaka Shikano, Toshu An, Masazumi Fujiwara, “Bright quantum-grade fluorescent nanodiamonds”, ACS Nano 18, 35202 (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c03424

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