غبار الألماس يراقب الكيمياء في الزمن الحقيقي سريع
رشة من غبار الألماس تُلقى في كأس يحتوي سائلًا تعمل كمئات من البوصلات المغناطيسية الصغيرة. فعندما تظهر جزيئات ذات إلكترونات غير مزدوجة (تُعرف بالجزيئات البارامغناطيسية) بالقرب منها، تبدأ إبر هذه البوصلات بالاهتزاز. ومن هذا الاهتزاز يمكن استنتاج نوع الجزيء وتركيزه.
سابقًا، كانت هذه القياسات بطيئة: إذ تُستجوب جزيئات الألماس واحدة تلو الأخرى بنبضات ليزر، ويستغرق كل استجابة دقائق. أما في الدراسة الجديدة، فقد جُمعت منظومة تُستجوب فيها آلاف حبيبات الألماس في وقت واحد، ويقرأ الإشارة كاشف سريع — وهو صمام ثنائي ضوئي انهياري يعمل كعين حساسة للغاية. وتقوم إلكترونيات على شريحة قابلة للبرمجة (FPGA) بجمع إجابات جميع الجزيئات فورًا.
الآن يمكن للكيميائيين متابعة التفاعلات التي تشمل جزيئات بارامغناطيسية بشكل شبه مباشر. وإذا حُسّنت التقنية، ستصبح العمليات التي تستغرق أقل من ثانية مرئية — مثل تبادل الإلكترونات بين البروتينات داخل الخلية.
غبار الألماس المستخدم في هذه التجارب لا يلمع كالمجوهرات: فحبيباته أصغر من جزء من مائة من سمك الشعرة، وتُحدث فيها عيوب عمدًا — مكان خالٍ من ذرة كربون بجوار ذرة نيتروجين. وهذا العيب هو ما يلتقط الإشارات المغناطيسية.
في رواية نيل ستيفنسون «العصر الماسي»، تصبح الجسيمات النانوية لبنات بناء المستقبل؛ هنا غبار الألماس ليس مادة بناء بل مستكشف في عالم الجزيئات.