通过一种爆炸性技术，日本的研究人员已经生产出迄今为止最小的纳米金刚石，能够探测周围环境中的微观温差。 通过精心控制的爆炸，然后进行多步净化过程， 水地纪一 京都大学的一个团队制造了比现有技术生产的纳米金刚石小 10 倍的光致发光纳米金刚石。 这项创新可以大大提高研究人员研究活细胞内发现的微小温差的能力。
最近，金刚石中的硅空位 (SiV) 中心已成为测量纳米级区域温度变化的有前途的工具。 当金刚石分子晶格中的两个相邻碳原子被单个硅原子取代时，就会形成这些缺陷。 当用激光照射时，这些原子将在可见光或近红外波长的窄范围内发出明亮的荧光——其峰值随钻石周围温度的线性变化。
这些波长对生物学研究特别有用，因为它们不会对脆弱的生物结构构成威胁。 这意味着当将含有 SiV 中心的纳米金刚石注入细胞时，它们可以以亚开尔文的精度探测其内部的微观温度变化——使生物学家能够密切研究内部发生的生化反应。
到目前为止，SiV 纳米金刚石主要是通过化学气相沉积和将固体碳置于极端温度和压力下等技术生产的。 然而，就目前而言，这些方法只能制造小到大约 200 纳米大小的纳米金刚石——仍然大到足以破坏精细的细胞结构。
在他们的研究中，Mizuochi 和团队开发了一种替代方法，他们首先将硅与精心挑选的炸药混合物混合。 在 CO 中引爆混合物后2 大气，然后他们在多阶段过程中处理爆炸产物，其中包括：用混合酸去除任何烟灰和金属杂质； 用去离子水稀释和冲洗产品； 并用生物相容性聚合物涂覆剩余的纳米金刚石。
最后，研究人员使用离心机过滤掉任何较大的纳米金刚石。 最终结果是一批均匀的球形 SiV 纳米金刚石，平均尺寸约为 20 nm：这是有史以来最小的纳米金刚石，用于使用光致发光晶格缺陷进行温度测量。 通过一系列实验，Mizuochi 及其同事观察到纳米金刚石的光致发光光谱在 22 至 45 °C 的温度范围内发生了明显的线性变化——包括在大多数生命系统中发现的变化。
纳米金刚石测量活细胞的热导率
这种方法的成功现在为从细胞内部进行更详细、无创的温度测量打开了大门。 接下来，该团队的目标是优化每个纳米金刚石中 SiV 中心的数量，使它们对热环境更加敏感。 通过这些改进，研究人员希望这些结构可用于研究细胞器：更小、更精致的细胞亚基，它们对所有生物体的功能至关重要。
研究人员描述了他们的发现 碳.
