Courtesy of InterestingEngineering

Nanodiamond dan Microfluidics: Deteksi Kimia Akurat dengan Quantum Sensing

07 Mar 2025, 20.32 WIB

110 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Metode baru mengintegrasikan sensor kuantum dengan mikrofluidik untuk meningkatkan sensitivitas deteksi kimia.
Nanodiamonds dengan pusat NV dapat digunakan untuk mendeteksi bahan kimia pada konsentrasi rendah.
Teknologi ini memiliki potensi aplikasi luas dalam berbagai lingkungan dan penelitian biomedis.

Penelitian terbaru menggabungkan teknologi penginderaan kuantum dengan mikrofluida untuk mendeteksi bahan kimia dengan lebih efektif. Para peneliti menggunakan nanodiamonds, yaitu berlian kecil yang memiliki cacat tertentu yang disebut pusat nitrogen-vakansi (NV). Ketika nanodiamonds ini terkena sinar laser atau radiasi gelombang mikro, mereka memancarkan cahaya merah. Jumlah cahaya yang dipancarkan berubah tergantung pada bahan kimia di sekitarnya, sehingga nanodiamonds dapat digunakan sebagai sensor kuantum untuk mendeteksi bahan kimia tertentu.

Inovasi ini melibatkan pembuatan tetesan nanodroplet yang sangat kecil, yang berisi nanodiamonds dan bahan kimia yang ingin dideteksi. Tetesan ini mengalir melalui saluran mikro dalam perangkat mikrofluida menuju detektor yang menganalisis cahaya yang dipancarkan. Metode ini terbukti efektif dalam mendeteksi jumlah kecil bahan kimia, seperti ion gadolinium, dengan menggunakan sedikit nanodiamonds. Penelitian ini menunjukkan potensi aplikasi sensor kuantum untuk memberikan data waktu nyata tentang proses di dalam mikroorganisme, yang dapat membantu dalam pengembangan bioreaktor yang dapat mengatur diri sendiri.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/innovation/nanodiamonds-quantum-sensing

Analisis Kami

"Integrasi nanodiamond dengan droplet microfluidics merupakan langkah revolusioner yang mengatasi keterbatasan penginderaan kuantum konvensional, khususnya dalam efisiensi penggunaan material dan stabilitas pengukuran. Pendekatan ini sangat menjanjikan karena tidak hanya meningkatkan sensitivitas, tetapi juga membuat teknologi tersebut lebih dapat diakses untuk aplikasi nyata secara luas."

Analisis Ahli

Ashok Ajoy

"Pendekatan ini membuktikan bahwa perpaduan teknologi quantum sensing dengan microfluidics dapat memberikan cara baru dan efektif untuk deteksi kimia yang sebelumnya sulit, menunjukkan potensi besar dalam aplikasi ilmiah dan industri."

Prediksi Kami

Metode penginderaan kuantum berbasis nanodiamond yang terintegrasi dengan teknologi microfluidics ini akan membuka era baru dalam deteksi kimia ultra-sensitif dan efisien, sehingga dapat diaplikasikan luas dalam bioteknologi, medis, dan penelitian lingkungan.

Pertanyaan Terkait

Apa itu sensor kuantum dan bagaimana cara kerjanya?

Sensor kuantum adalah alat yang memanfaatkan sifat kuantum untuk mendeteksi bahan kimia pada skala kecil, menggunakan nanodiamonds dengan pusat NV.

Apa peran nanodiamonds dalam teknologi sensor kuantum?

Nanodiamonds memiliki struktur kristal yang mengandung pusat NV, yang memungkinkan mereka memancarkan cahaya fluoresen saat terpapar radiasi laser atau gelombang mikro.

Bagaimana mikrofluidik meningkatkan sensitivitas deteksi kimia?

Mikrofluidik menggunakan droplet kecil untuk mengurangi kebisingan dalam pengukuran dan meningkatkan sensitivitas deteksi dengan mengalirkan nanodiamonds dan analit.

Apa hasil yang dicapai oleh peneliti dalam mendeteksi gadolinium dan TEMPOL?

Peneliti berhasil mendeteksi gadolinium dan TEMPOL pada konsentrasi yang sangat rendah dengan menggunakan metode baru ini, yang menunjukkan konsistensi dalam pengukuran.

Apa potensi aplikasi dari teknologi sensor kuantum ini?

Teknologi sensor kuantum ini dapat digunakan untuk memberikan data waktu nyata tentang proses dalam mikroorganisme, memungkinkan pengembangan bioreaktor yang dapat mengatur diri sendiri.