靈感來自 QLED！鑽石量子感測器升級細胞級監測

麻省理工學院團隊近日成功為鑽石奈米顆粒「穿上」一層新型外殼，讓這些微型鑽石不僅能在活細胞中發揮量子感測功能，還比以往更穩定、更靈敏。這種創意，靈感竟來自你家電視——QLED 量子點螢幕技術。研究團隊參考 QLED 螢幕中「包覆量子點以增強發光穩定性」的設計，將矽氧（siloxane）殼層包覆在鑽石奈米顆粒外層，突破過去奈米鑽石在細胞內信號弱化的難題。

傳統鑽石量子感測器雖然靈敏，但尺寸太大難以進入細胞，轉用奈米鑽石後卻又信號大減。這次，科學家發現，矽氧殼層不僅保護鑽石表面，還改變了其內部的電子行為，大幅提升量子態穩定性（自旋相干性提高四倍），螢光強度與電荷穩定性也顯著提升。這種殼層會吸走妨礙量子信號的電子，讓鑽石奈米粒的量子特性發揮得淋漓盡致，宛如量子版的「強化保護殼」。

矽氧包覆鑽石奈米顆粒外層，突破信號弱化難題

這種新型量子生物感測器未來有望用於追蹤細胞活動、早期偵測癌症等多種應用。設計團隊來自芝加哥大學、愛荷華大學等多位跨領域專家，共同解開奈米鑽石量子訊號劣化的長期謎團，並為量子材料工程提供了嶄新理論基礎。

論文第一作者 Zvi 指出，這不僅讓量子生醫感測器變得更好用，也為未來打造高效量子裝置、精準監測生命過程開啟新篇章。這項研究成果已發表於《美國國家科學院院刊》。

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首圖來源：Jason Smith (CC BY 4.0)

圖片來源：Jason Smith(CC BY 4.0)

參考論文：
1、Engineering spin coherence in core-shell diamond nanocrystalsPNAS

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1、科學界百年認知遭顛覆！MIT發現「磁性超導體」，石墨烯掀量子科技革命