Tre glasringar av konstnären Karen Cunningham. Det färgade ljuset avslöjar den inre linjen hos diamanten som används i konstverket. Kredit:Michael Haines Photography
När Adelaide glasblåsare Karen Cunningham gjorde konst med diamant och glas hade hon ingen aning om att det skulle inspirera till en ny sorts hybridmaterial. Nu ett konsortium av forskare, inklusive från RMIT University och University of Adelaide, använder tekniken för att göra en ny klass av kvantsensorer.
Studien publicerad i APL-material avslöjar hur högpresterande diamantsensorer kan tillverkas med hjälp av konventionella glasfibrer.
Genom att bädda in diamantpartiklar i mikronskala i tvärsnittet av en silikatglasfiber, teamet har visat användningen av ett robust fibermaterial som kan känna av magnetfält.
Studiens huvudförfattare och RMIT School of Sciences Dr. Dongbi Bai sa att det var en spännande prestation som öppnade dörren till många tillämpningar inom undervattensövervakning, gruvdrift och vidare.
"Detta tillåter oss att göra billiga kvantsensornätverk som kan övervaka förändringar i magnetfält, med många användbara applikationer och svaren på frågor vi inte har tänkt på ännu, " Hon sa.
Diamond är en av de främsta teknologierna för avkänning av kvantmagnetiska fält, med så olika applikationer som hjärnskanning, navigering och mineralutforskning.
Men, diamantpartiklar måste ses genom avancerade mikroskop som inte är lämpade för användning under en längre period eller i fält.
University of Adelaide biträdande direktör för Institutet för fotonik och avancerad avkänning, Heike Ebendorff-Heidepriem, sa att teamet hade arbetat för att komma runt denna fråga i ett decennium.
Optiska kärl gjorda av glas och diamant av konstnären Karen Cunningham Kredit:Michael Haines Photography
"Men eftersom diamant brinner vid höga temperaturer, vi har varit begränsade i glasögonen som vi kan använda, " tillade hon.
Teamet har lärt sig mycket av dessa så kallade "mjuka glasögon, men dessa glas är icke-standardiserade och inte lika bra på att styra ljus som konventionella kiselfibrer, som de som används i det nationella bredbandsnätet.
Från konst till vetenskap
Det är här glaskonstnären Karen Cunningham kommer in i bilden. Hon gjorde konst med hjälp av nanopartiklar för att visa hur ljus rör sig genom glas och fascinerades av diamanterna som användes av Heike och hennes kollegor i hennes forskning.
"Vi gav Karen några av våra större diamanter för att se hur de fungerade, "RMIT School of Sciences professor Brant Gibson, förklarade.
Diamanterna han gav Karen var runt en mikron i diameter, som är 50 gånger mindre än bredden på ett människohår.
Gröna droppar gjorda av glas och diamant av konstnären Karen Cunningham. Kredit:Michael Haines Photography
"För det mesta av vårt arbete, dessa diamanter är alldeles för stora, så vi använder dem främst för att testa, " han sa.
Otroligt, diamanterna överlevde Karens glasblåsning, och var en del av hennes utställning på JamFactory i Adelaide, under 2017.
"För oss, det var glödlampans ögonblick och vi visste att vi kunde göra diamantsensorer i mer konventionella glasfibrer, sa Heike.
Att gå från Karens konst till prototypsensorer tog ytterligare tre år av testning och tillverkning, förklarade Dr Dongbi Bai.
"Det krävs alltid hårt arbete för att gå från idé till produkt, men jag är så exalterad över vad vi har uppnått, och ännu mer upphetsad över vart denna nya kvantsensor kan ta oss, " Hon sa.
