(57)【要約】  本発明は、パルスパワーによって材料を再利用する方法であって、パルスパワーによって、周囲液体及び再利用される材料を収納する反応器内の少なくとも２つの電極間で、一連の電気放電が生成される、方法において、一連の上記電気放電は、エネルギー、該電気放電の周波数の結果として、並びに電極間の電圧及びスイッチング時間の結果として、反応器内で処理される材料にわたって伝搬する機械的衝撃波を生成することと、該方法の実施中に、上記周囲液体は、連続的な冷却システム又はカルーセル冷却システムによって冷却されることと、を特徴とし、該方法は、ナノ粒子の生成を可能にする、方法に関する。
2013503096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルスパワーによって材料を再利用する方法であって、前記パルスパワーによって、周囲液体及び再利用される材料を収納する反応器内の少なくとも２つの電極間で一連の電気放電が生成される方法において、
前記一連の前記電気放電は、該電気放電のエネルギー、周波数、並びに前記電極間の電圧及びスイッチング時間に起因して、前記反応器内で処理される前記材料上で伝搬する機械的衝撃波を生成することと、
該方法の実施中に、前記周囲液体は、連続的な冷却システム又はカルーセル冷却システムによって冷却されることと
を特徴とし、
該方法は、ナノメートルスケールで粒子を得ることを可能にする、
パルスパワーによって材料を再利用する方法。
【請求項２】
前記材料は、前記のように生成された前記機械的衝撃波によって弱化させる第１のステップ後に、一連の電気放電にさらされ、
該一連の電気放電の前記エネルギー、強度、該一連の電気放電を生成する前記電極間の前記電圧、前記スイッチング時間、及び前記放電周波数は、前記放電が該電気放電の直接作用によって材料の粉砕を実行するように選択される
ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギー、前記強度、前記一連の前記電気放電を生成する前記電極間の前記電圧、前記スイッチング時間、及び前記放電周波数はまた、前記電気放電の直接作用による材料の前記粉砕中に放出される電子の運動エネルギーが０．５ＭｅＶと１ＭｅＶとの間であるように選択されることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記粉砕から得られる材料を前記粒子の径に応じて前記冷却システムによって収集するステップを更に含み、前記粉砕から得られる前記材料は、前記周囲液体内で懸濁状態にあることを特徴とする、請求項２又は３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
マイクロ波の生成による熱誘起によって前記材料の乾燥が実施され、
乾燥させるステップは、間接作用及び直接作用によって粉砕するステップの終わりに介在することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
機械的衝撃波を生成する一連の放電の電気放電の前記エネルギーは、１，０００ジュールと１５，０００ジュールとの間、又はより正確には５，０００ジュールと１２，０００ジュールとの間であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
機械的衝撃波を生成する一連の放電の動作周波数は、０．５Ｈｚと２Ｈｚとの間、又はより正確には０．５Ｈｚと１Ｈｚとの間であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
電気アークの直接作用による材料の粉砕を引き起こす一連の放電の電気放電の前記エネルギーは、１００ジュールと１，２００ジュールとの間、又はより正確には２００ジュールと１，０００ジュールとの間であることを特徴とする、請求項２に記載の、又は、請求項３〜７の少なくとも１項と組合せられる請求項２に記載の方法。
【請求項９】
電気アークの直接作用による材料の粉砕を引き起こす一連の放電の動作周波数は、１Ｈｚと２０Ｈｚとの間、又はより正確には５Ｈｚと２０Ｈｚとの間であることを特徴とする、請求項２に記載の、又は、請求項３〜８の少なくとも１項と組合せられる請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
２つの連続する電気放電間のデッドタイムは、１ｍｓと１ｓとの間、又はより正確には１０ｍｓと１ｓとの間であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
一連の放電の一放電の前記スイッチング時間は、２５０ｎｓと２μsとの間、又はより正確には３００ｎｓと９００ｎｓとの間であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記再利用される材料は、照射によって照射済みダイヤモンドナノ粒子を得るためのダイヤモンド粉末であり、前記照射済みナノ粒子は発光性があることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
パルスパワーによって材料を再利用するシステムであって、
周囲液体及び再利用される材料を収納する少なくとも１つの反応器と、
少なくとも２つの電極と、
前記電極間で一連の電気放電を生成するように制御され得る供給手段と
を備える、システムにおいて、
前記供給手段及び該供給手段の制御部は、電気放電を生成することができ、それにより、該電気放電からのエネルギー、該電気放電の強度、前記電極間の電圧、時間、及び放電周波数は、前記反応器内で処理される前記材料にわたって伝搬する機械的衝撃波を生成することと、
該システムは、前記周囲液体の冷却を提供するようになっている、連続的な冷却手段又はカルーセル冷却手段を更に備えることと
を特徴とし、
該システムは、ナノメートルスケールで粒子を得るようになっている、
パルスパワーによって材料を再利用するシステム。
【請求項１４】
反応器（複数の場合もあり）の少なくとも２つのステージ、すなわち、
電気アークの間接作用によって生成される機械的衝撃波による材料の脆化のための１つのステージと、
前記電気放電の直接作用による前記材料の粉砕のための少なくとも１つの他のステージと
を備えることを特徴とする、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記供給手段及び該供給手段のコントロールは、電気放電を生成することができ、それにより、再利用される媒体を通過する電子の速度、コンデンサ又はコイル内の貯蔵エネルギー、前記電気放電の前記強度及び前記周波数、並びに前記電極間の前記電圧は、０．５ＭｅＶと１ＭｅＶとの間の前記電子の運動エネルギーを生成することを特徴とする、請求項１３又は１４に記載のシステム。
【請求項１６】
粉砕から得られる材料を前記粒子の径に応じて前記冷却手段によって収集する手段を更に備え、前記粉砕から得られる前記材料は前記周囲液体内で懸濁状態にあることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
少なくとも１つの反応器は、材料の乾燥のためにマイクロ波を生成するモジュールを備えることを特徴とする、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記反応器の少なくとも１つは、少なくとも１つの対の先端／フラット形状の電極を備えることを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記反応器は、球状底部を有する多面体形状又は円柱形状を有することを特徴とする、請求項１３〜１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
照射済みダイヤモンドナノ粒子を得るためのダイヤモンド粉末を再利用するための、請求項１３〜１９のいずれか１項に記載のシステムの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パルスパワーによって材料及び／又は製品を再利用する方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、通常、ダイヤモンド粒子の粉砕のための、ナノ粒子の分野において用途がある。
【０００３】
材料の粉砕は、材料を製造又は処理する多くの方法において重要な役割を果たす。しかし、従来の方法は欠点を有しており、これによって、新しい解決策の開発に至った。
【０００４】
電気放電による材料の粉砕は知られている方法であり、部品の摩耗がシステムの出力を低下させる、機械式クラッシャーを使用する従来の方法に比べて多くの利点を有する。
【０００５】
この例は、特に、次の種々の特許又は特許出願：特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６に記載されている。
【０００６】
慣例的に、非常に高いパワーの一連の電気パルスが、周囲液体媒体に前もって浸漬された製品及び材料に印加される。
【０００７】
周囲液体の抵抗率及びパルス中の材料の過渡状態によって、エネルギーがチャージされた電気アークチャネルが、浸漬材料内部及び該材料の粒子間で通過することになり、ついには、２つの電極間で上記浸漬材料を通過する単一の又は複数の電気アークが生成される。
【０００８】
上記材料を電気アークが通過することによって、不連続点（剥離部、内包部、破壊部）での粒子の転位、粒間接触部での粒子の転位、並びに、或る化学結合の破断と、それに続く、こうして解放されたエレメント及び分子の、周囲媒体と相均衡した新しい化合物への化学的再結合が生じる。
【０００９】
しかし、ナノメートルスケールで材料を得るために粉砕する従来の方法は、出力の観点から満足のいく結果をもたらさない。
【００１０】
再利用する方法及び改良型多機能システムが、仏国特許出願第０９  ５０９４５号（未公開）に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１８０１３３号
【特許文献２】国際公開第２００８／０１７１７２号
【特許文献３】国際公開第２００５／０３２７２２号
【特許文献４】米国特許第４，５４０，１２７号
【特許文献５】加国特許第２，５５５，４７６
【特許文献６】欧州特許第１，３７５，００４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、特に処理時間及びエネルギーコストの観点から、パルスパワーによって材料及び／又は製品を再利用し、また、従来技術に比べて高い出力及びより安いコストで、ナノメートルスケールで材料を得ることを可能にする更に改良された方法を提案することである。
【００１３】
本発明のなお更なる目的は、複雑でかつ汚染をもたらす高温治金処理又は化学的処理を利用することなく、破砕、微粉砕、並びに、適用可能である場合、電気運動的分離及び電気化学的分離によって、さらにはこれらのエレメントのいくつかの化学的再結合によって、製品及び／又は材料を構成するエレメントの解放を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
特に、本発明は、パルスパワーによって材料を再利用する方法であって、前記パルスパワーによって、周囲液体及び再利用される材料を収納する反応器内の少なくとも２つの電極間で一連の電気放電が生成される方法において、
前記一連の前記電気放電は、該電気放電のエネルギー、周波数に起因して、並びに前記電極間の電圧及びスイッチング時間に起因して、前記反応器内で処理される前記材料及び／又は製品にわたって伝搬する機械的衝撃波を生成することと、
該方法の実施中に、前記周囲液体は、連続的な冷却システム又はカルーセル冷却システムによって冷却されることと
を特徴とし、
該方法は、ナノメートルスケールで粒子を得ることを可能にする、パルスパワーによって材料を再利用する方法を提案する。
【００１５】
適用可能な場合、追加として、
こうして生成された前記機械的衝撃波により弱化させる第１のステップ後に、前記製品及び／又は材料は、一連の電気放電にさらされ、
該一連の電気放電の前記エネルギー、該一連の電気放電を生成する前記電極間の前記電圧、前記スイッチング時間、及び前記放電周波数は、前記放電が該電気放電の直接作用によって材料の粉砕を実行するように選択される。
【００１６】
前記方法は、前記粉砕から得られる材料を前記粒子の径に応じて前記冷却システムによって収集するステップを更に含むことができ、前記粉砕から得られる前記材料は前記周囲液体内で懸濁状態にある。
【００１７】
反応器内を伝搬するこの機械的衝撃波、及び、適用可能な場合、更なる電気アークは、
処理される材料及び／又は製品の破砕、分離、微粉砕を行う（obtain）こと、並びに、
少数の成分又は分子の化学的再結合に有利であることを可能にする。
【００１８】
本発明はまた、本方法を実施するように適合されたシステムを提案する。
【００１９】
この文脈の全てにおいて、材料及び／又は製品は、
非晶質固体又は結晶固体を含むことができる、２相又は単相、単成分又は多成分、純粋又は複合の任意の物質又は材料（固体、液体、気体、蒸気等）を意味し、
例えば（不完全リスト）、鉱物、鉱石、廃棄物、又は１つ若しくはいくつかの活動、特に工業若しくは人間活動の副産物、付加価値の向上を目的とした、その成分に帰するような粉砕、破砕、微粉砕、破壊、分離、浄化、再利用のオペレーションを受けなければならない任意の製品、炭素繊維又は樹脂及び金属（チタン、鋼、合金）をベースとする複合材料を意味する。
【００２０】
述べる方法及びシステムは、照射済みダイヤモンドナノ粒子を得ることについて特定の用途がある。
【００２１】
こうした方法は、機械的可動部品（機械的クラッシャーの場合）、ボール、バー、又は他の摩耗部品（ボール、バー、コーンクラッシャー）の使用を回避するという利点を有する。これは、他の方法に比べて本方法についてメンテナンスコストの低減をもたらす。
【００２２】
本方法の別の利点は、鉱石の処理について必要とされることが多い強い毒性の化学物質及び無機試薬を利用しないことに関連する。
【００２３】
本方法の別の利点は、解放、破砕、分離、微粉砕が、コンデンサの放電をトリガーするスパークギャップのスイッチング時間のおかげで非常に短い期間で起こることであり、コンデンサの放電は、非常に短い期間の貯蔵エネルギー（非常に高いパルスパワー）を、処理されかつ／又は再利用される製品を含む反応器に戻すことが可能であり、これは、全体のエネルギー消費を非常に低くする。
【００２４】
有利には、
前記製品及び／又は材料は、こうして生成された前記機械的衝撃波により弱化させる第１のステップ後に、一連の電気放電にさらされ、
該一連の電気放電の前記エネルギー、強度、該一連の電気放電を生成する前記電極間の前記電圧、前記時間、及び前記放電周波数は、前記放電が該電気放電（電気アーク）の直接作用によって材料の粉砕を実施するように選択される。
また、本発明は、本方法を実施する、再利用するシステムを提案する。
【００２５】
本発明の他の特徴、目的、及び利点は、以下の説明において明らかになる。以下の説明は、制限的ではなく、単に例証的であり、添付図面とともに読まれなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】３ステージ多機能システムの図である。
【図２】間接作用に基づく反応器の図である。
【図３】直接作用に基づく反応器の図である。
【図４】テーパー付きロッドを有するタイプの複数先端電極を示す図である。
【図５】ロッドが正方形断面を有するタイプの複数先端電極を示す図である。
【図６】多機能システム制御組立体を示す図である。
【図７ａ】炎イオン化検出と組合されたガスクロマトグラフィー（ＧＣ−ＦＩＤ）による定性的解析を示す図である。
【図７ｂ】質量分析検出と組合されたガスクロマトグラフィー（ＧＣ−ＭＳ）による解析を示す図である。
【図８】ダイヤモンド粒子の破砕の粒度曲線を示す図である。
【図９】電極の冷却システムを用いた、ナノ粒子を生成する反応器を示す図である。［表１］粒度分析によるダイヤモンド粒子の摩耗の程度を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
１．多機能システムの実施形態の例
以降で提示される多機能システムは、仏国特許出願第０９  ５０９４５号（未公開）に記載されるシステムと同様である。
【００２８】
１．１．ステージ及び反応器
図１に示すような材料及び／又は製品を再利用する多機能システムは、いくつかの（ここでは３つの）直列の反応器ステージを備える。
【００２９】
この図の例では、各ステージは、図でＲ（ｉ，ｊ）と参照される２つの反応器を備え、ｉ及びｊは、１≦ｉ≦３及び１≦ｊ≦２であるような整数であるダミーインデックスであり、反応器は、直列の３つのステージ（ｉ）に分配される。
−ステージ１：Ｒ（１，１）及びＲ（１，２）−間接作用（機械的衝撃波）
−ステージ２：Ｒ（２，１）及びＲ（２，２）−直接作用（電気アークによる転位）
−ステージ３：Ｒ（３，１）及びＲ（３，２）−乾燥
【００３０】
機械的衝撃波によるステージ１の処理は、再利用される材料及び／又は製品を衝撃波によって脆化させることを可能にする。こうして弱化された材料又は製品は、その後、ステージ２（電気アークによる直接作用）の第２のステップで破砕され微粉砕される。ステージ３は乾燥ステージである。
【００３１】
ステージ１−間接作用
間接作用を用いるステージ１は、シフトしたサイクルで動作する２つの反応器を並列に備える。反応器（ここではＲ（１，１））が起動され、一方、他の反応器（Ｒ（１，２））が、材料及び／又は製品をロードするか又はアンロードするフェーズにある。
【００３２】
機械的衝撃波は、反応媒体（ニュートン又は非ニュートン周囲液体）における電気エネルギーの急速放電によって、動作する反応器で生成される。
【００３３】
図２に示すように、反応器Ｒ（１，１）及びＲ（１，２）（ステージ１）は、いくつかの電極対、ここでは、３つの３軸電極対（Ｅ１，Ｅ’１）、（Ｅ２，Ｅ’２）、（Ｅ３，Ｅ’３）（図３）を備える。
各対は、高電圧電源モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３に連結され、一方で、対応する高電圧電気モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の正端子に接続された複数先端電極Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３を備え、他方の電極Ｅ’１、Ｅ’２、Ｅ’３は、フラットであり、質量（mass）（グラウンド）に接続される。
【００３４】
同じ対の２つの電極（Ｅ１，Ｅ’１）、（Ｅ２，Ｅ’２）、（Ｅ３，Ｅ’３）間の距離は、電気放電を生成するために、閾値距離（絶縁破壊電界（electric breakdown field）及びアノードとカソードとの間の印加電圧に依存する閾値距離）より短く選択される。
【００３５】
処理されかつ／又は再利用される材料を含む周囲液体は、例えば、電圧及びパルス継続時間に応じた相変化特性がわかっている水である。もちろん、既知の又は測定可能な抵抗率の任意の他のニュートン又は非ニュートン液体を用いることもできる。
図２は、反応器内の液体のレベルが両者の間に位置しなければならない低レベルＬＬ及び高レベルＨＬを示している。
【００３６】
反応器Ｒ（１，１）及びＲ（１，２）の形状、寸法、並びに、電極の形状、寸法は、考えられる用途及び処理される材料及び／又は製品に応じて選択される。
【００３７】
凹球底部を有する反応器の使用は、反応器の球壁上での反射により電気放電によって生成される衝撃波の効果を増幅させる。
【００３８】
電源モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３は、充電要素（高性能コンデンサ及び／又はコイル：マルクス発生器（Marx generator））に電磁エネルギーを貯蔵することを可能にする。
このエネルギーは、非常に高速のスイッチングシステム（例えば、２５０ｎｓと９００ｎｓとの間、好ましくは５００ｎｓより大きいスイッチング時間を有するスパークギャップ）を通じて、（材料を粉砕し処理する）反応器及び他のコンポーネント（抵抗、コイル等）からなる電気放電回路内に解放される。
【００３９】
電極間の電圧は、数キロボルト程度である。
【００４０】
各反応器について使用されるエネルギーは、６００ジュール〜５０，０００ジュール程度であり、用途に応じて例えば６００ジュール〜１２，０００ジュールである。
【００４１】
動作周波数は、０．５Ｈｚと５Ｈｚとの間で変動するが、用途に応じて異なり、例えば、或る用途の場合１Ｈｚと２Ｈｚとの間で、他の用途の場合２Ｈｚと５Ｈｚとの間で変動する。
【００４２】
２つの連続する電気放電間のデッドタイムは、２００ｍｓと１ｓとの間で変動する。
【００４３】
間接作用を用いて、電気アーク及びプラズマが生成され、発生した機械的衝撃波ＭＳＷは、処理される上記材料及び／又は製品に対する機械的圧迫によって、エレメントの粉砕、破壊、破砕、微粉砕、及び分離中に顕著な効果をもたらす。
【００４４】
タンク（反応器）内でパルスによって誘発される撹拌は、破砕片の分離を容易にすることによって、破砕片の均質化をもたらす。
【００４５】
この機械的衝撃波ＭＳＷは、分離した電極を通じた電気放電によって生成される一連の過大圧力(overpressure)（圧迫）及び過小圧力(underpressure)（膨張）に起因する。水性媒体内での電極の放電によって、爆発及びホットプラズマが生じる。
【００４６】
媒体内での衝撃波によって伝達される機械的エネルギーは、式（１）
【数１】
2013503096.tif 000003
で与えられる。
式中、ρは媒体の密度であり、μは波面の速度である。
【００４７】
衝撃波の強度は、反応器のパワー出力と電気放電電流の変動との間に関係が存在するので、電気放電電流の変動に比例する（式２）。
【数２】
2013503096.tif 000004
ｉ（ｔ）は、回路内の電気放電電流であり、ｓは、電気アーク及び衝撃波を生成する２つの電極間の距離である。
【００４８】
衝撃波のエネルギーは、以下の形態で書くことができる。
【数３】
2013503096.tif 000005
式中、ρは、媒体の密度であり、ｃは、媒体中の波の速度であり、ｓは、生成されるアークチャネルの長さであり、ｐは、関係（式４）で与えられる媒体内の過大圧力である。
【数４】
2013503096.tif 000006
ｐ0（式５）は、衝撃波によって生成された過大圧力の最大値であり、ｔは、電気モジュールに依存する時定数である。
【数５】
2013503096.tif 000007
【００４９】
ステージ２−直接作用
直接作用を用いる場合、電気アークは、液体を通過し、再利用される材料及び／又は製品を通過する。
【００５０】
反応器Ｒ（２，１）及びＲ（２，２）（ステージ２）はそれぞれ、このために先端／フラット電極の３つの対を含む（図２）（電極の数は、処理される材料及び／又は製品に対する電気放電の影響を増幅するために、反応器の幾何形状を同様に修正することによって増加することができる。幾何形状は、例えば、多数の偶数の面を有する多面体であり、１つの面がアノードとしての役割を果たし、向かいの他の面がカソードとしての役割を果たす）。
【００５１】
ステージ１の場合と同じ方法で、電気エネルギーは、電源モジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３に貯蔵され、その後、２００ｎｓと９００ｎｓとの間のスイッチング時間を有する超高速スイッチング時間によって放電回路内に解放される。スイッチは、例えば２００ｎｓと５００ｎｓとの間又は２５０ｎｓと９００ｎｓとの間のスイッチング時間を用いて、用途に応じて変動できる。
【００５２】
電極間の電圧は、数キロボルト程度である。各反応器について使用されるエネルギーは、５０ジュール〜１，０００ジュール程度であり、或る用途の場合、１００ジュール〜１，０００ジュール程度とすることができる。
【００５３】
動作周波数は、１Ｈｚと４０Ｈｚとの間で変動し、用途に応じて１Ｈｚと２０Ｈｚとの間で変動できる。
【００５４】
２つの連続する電気放電間のデッドタイムは、１ｍｓと１ｓとの間で変動する。
【００５５】
ステージ１及びステージ２のスパークギャップ（エネルギーを貯蔵するコンデンサの急速放電のトリガー）は、不活性ガス（例えば、窒素）で充填された閉囲エリア内に設置することができ、２つの利点を有する。２つの利点とは、
−絶縁破壊電圧を、現在の湿度に無関係にさせること、及び
−生成されるオゾンの回収及び排出を単純な方法で可能にすること、
である。
【００５６】
この第２の直接作用ステージは、電気アークを通過させることによって、上記材料及び／又は製品を構成する種々のエレメントを分離することを可能にし、エレメントの選択的な分離をもたらす。エレメントの選択的な分離は、ニュートン又は非ニュートン媒体が、アークの通過中に、処理される材料及び／又は製品より電気的に抵抗性が高くなること、上記材料及び／又は製品を構成する種々のエレメントの抵抗率の変動、並びに共振現象に起因する。
【００５７】
直接作用を用いる場合、１Ｎ／ｃｍより大きい剛性、及び、適用可能である場合、調整済みの粘弾性係数（より好ましくは、０．５Ｎ．ｓ／ｍと２Ｎ．ｓ／ｍとの間）を有する反応器内でのエラストマー球の存在は、製品の処理及び再利用を改善することを可能にする。これらのエラストマーは、衝撃波の作用を減じ（電気アークの作用に有利である）、直接作用に関してより良好な効果をもたらす（ステージ２）。
【００５８】
ステージ３−マイクロ波による乾燥
反応器Ｒ（３，１）及びＲ（３，２）はそれぞれ、マイクロ波発生器を備える。
【００５９】
第３のステージは、このマイクロ波発生器によって生成されるマイクロ波に起因する熱誘起によって、材料及び／又は製品を乾燥させるために使用される。
【００６０】
これは、例えば、高価である従来の乾燥方法に頼ることなく、一度破砕された材料及び／又は製品を構成するエレメントの分離を容易にする。
【００６１】
しかし、上記で述べた３つのステージは、任意の順序で使用することができる。
【００６２】
例えば、乾燥ステージは、直接作用による粉砕の前に、例えば間接作用による脆化の前又は後に、内部に存在する水ポケットの気化による上記材料及び／又は製品の脆化のために使用することができ、これによって、直接作用による処理ステージにおいて粉砕及び分離が容易になる。
【００６３】
また、１つ又は２つのステージ（ｉ）が使用されないことも可能である。
【００６４】
更なる代替として、上記の３つのステージは、材料及び製品の再利用を延期させる現象を維持する（retains）連続システムになるように修正することができる。
【００６５】
方法（直接及び間接）の効果は、電極及び反応器の幾何学的構成、エネルギー含量、及びシステムの生成される衝撃波の経時的なプロファイル（chronological profile）に結び付けられる。
【００６６】
以下に留意されたい：
−蒸気泡は、液体媒体内で局所的に形成され（膨張）、その後消える（内破）。内破フェーズで解放されるエネルギーは、膨張フェーズで解放されるエネルギーより大きい。
−動作パラメーターの調整は、
−材料又は製品にとって適切な、考えられる最大数のモードを同時に励起し、
−振動プロファイルが経時的に制限されるのに伴い、実用的に瞬間的な歪（practically instantaneous strain）（Ｄｉｒａｃ）に近づき、
−少なくとも３  １０6（ｋｇ／ｍ２．ｓ）の、再利用される材料又は製品の音響インピーダンスに達する
ように、再利用される材料又は製品に要求する（solicit）ことを可能にする。
【００６７】
この文脈で、使用される材料及び／又は製品の猛度（brisance）は、一方で、十分なせん断速度に達することを、他方で、選択的な破砕を得ることを可能にし、実現されるボンドの指数（Bond's index）を最適にする。
【００６８】
１．２．複数電極及び複数先端電極
電極の選択は、考えられる用途のタイプ並びに機器のタイプ及び／又は処理される製品のタイプに依存する。
電気アークに対する上記材料及び／又は製品の暴露フィールドを拡大し、衝撃波の生成を増加させるために、先端／先端電極、先端／フラット電極、又は複数先端／フラット電極のいくつかの対を多機能システムにおいて使用することができ、したがって、粉砕、破砕、及び分離の作用は、構成ごとに変動する。
【００６９】
しかし、複数先端／フラット電極の構成を用いて、よりよい出力が得られる。
【００７０】
図４の（ａ）及び（ｂ）、並びに図５の（ａ）及び（ｂ）は、複数先端電極の２つの例を示す。
【００７１】
図４の（ａ）及び（ｂ）の場合、これは、テーパー付き複数先端(multi-tip)ＭＴであり、一方、図５ａ及び図５ｂに示す場合、これらは、その頂部が正方形であるロッドである（正方形先端(square tips)ＳＴ）。
【００７２】
先端は、それ自体、開口Ｏによって分離され、衝撃波の戻り効果を減じることを可能にする。
【００７３】
電気放電中、各ロッドは４つの隣接先端と考えられ、これによって、電気アークが通過することにより先端の自己洗浄（先端の近傍に存在する微小気泡の洗浄）がもたらされる。
【００７４】
この自己洗浄は、処理される材料及び／又は製品を構成するエレメントの粉砕、破砕、及び分離の出力を改善することを可能にする。
【００７５】
例えば、機械的衝撃波（間接作用）による脆化ステージの場合、複数先端電極（図４及び図５）及びフラットの対が反応器に導入され、電極の支持は、衝撃波の戻り効果を減じるために、例えば開口で分離された６８の（又はさらに多くの）位置を含む。各位置には、テーパー付き先端、又は、その頂部が、正方形であって、４つの先端（正方形の各頂部に１つの先端）に対応する正方形であるロッドが設置される。
【００７６】
多面体形状は、各反応器内へのいくつかの電極対（例えば１対〜１５対）の導入を可能にするので、反応器にとって有利であることに留意されたい。
【００７７】
しかし、多面体反応器は、アノードが複数先端形状を有し（図４の（ａ）及び（ｂ）並びに図５の（ａ）及び（ｂ））、カソードがフラットである凹球底部を有する円柱反応器と置き換えることができる。
【００７８】
１．３．制御システム
図６は、材料及び／又は製品を再利用する多機能システムの制御組立体を示す。
【００７９】
制御組立体は、スパークギャップＣＭ及び高電圧発生器ＡＬを制御し、種々のセンサーとやりとりする（exchange with）制御ユニットＣＵを備える。マルクス発生器は直接作用の場合に使用され、電極の始動は間接作用の場合に使用される。種々のセンサーには、例えば質量分析計ＭＳ、クロマトグラフＣＨ、圧力及び温度センサーＰＳ及びＴＳ、並びにＵＶ放射センサーが含まれる。
【００８０】
ユニットは、収集及び動作パラメーターの手段を更に備え、該収集及び動作パラメーターの手段は、
−データ収集；
−コマンド制御；
−基本的な動作パラメーターの調整
特に（不完全リスト）：
１．貯蔵エネルギー；
２．印加電圧；
３．放電時間；
４．放電周波数；
５．ピーク強度；
６．反応器内の保持時間;
の調整を可能にする。
【００８１】
再利用される材料及び／又は製品の寸法の減少の効果は、粉砕理論（theory of comminution）の方法（ボンドの指数等）によって測定することができる。
【００８２】
−高電圧発生器コントローラー
電源モジュールのコンデンサＣＡ内への静電エネルギーの貯蔵は、高電圧発生器ＡＬによって提供される。この発生器ＡＬは、多機能システムの制御システム（制御ユニットＣＵ）の同じ数値制御によって遠隔制御される。このタイプの発生器を用いて、電気回路内の第１のスパークギャップをトリガーし、コンデンサＣＡの急速放電を始動させる電圧閾値を増加させる可能性が存在する。
【００８３】
これは、パッシェンの法則によって与えられる電圧閾値と、高電圧発生器によって送出される電圧とを比較することを可能にする。
【００８４】
−反応器のインピーダンスＺの制御
反応器の端子の電圧及び回路を通過する電気放電電流に関する信号の記録及び解析は、２つの信号間の位相シフトであって、問題の電気回路のコンポーネント並びに処理される材料及び／又は製品に依存する位相シフトから、チャージ（反応器）のインピーダンスＺを求めることを可能にする。
【００８５】
一定インピーダンスＺを用いた多機能方法の動作の場合、上記制御システムに含まれる自動化モータリゼーションシステムを使用して反応器内の電極間距離を修正することで十分である。
【００８６】
−圧力センサー、温度センサー、及びＵＶセンサー、クロマトグラフ並びに質量分析計用の自動化デバイス
多機能システムには、測定及び解析デバイス：圧力センサーＰＳ、熱電対ＣＴ、ＵＶ放射検出器（ｃａｐＵＶ）、クロマトグラフ解析器ＣＨ、質量分析計ＭＳ等が連結される。測定し解析するこれらの手段のための制御は、多機能システムの制御システムの数値制御ＮＣを介して提供される。
【００８７】
１．４．ＵＶ放射の検出、クロマトグラフィ、及び質量分析
ＵＶ放射
スパークギャップ（コンデンサを接続する）内でトリガーされる、反応器内に導入された電極間における、電気アークによって放出されるＵＶ放射を検出するための信号の解析は、上記多機能システムが動作しているか否か、特に高電圧コンデンサの放電が起こったか否かを知ることを可能にする。
問題のこれらの信号は、光ファイバーを介して制御システムに向けて送信されて、上記多機能システムの動作中に存在する電磁場によって引き起される外乱が回避される。
【００８８】
制御システムは、この情報を通じてコンデンサの未放電を検出すると、コンデンサを放電させ、また、コンデンサに損傷を与えるリスクを回避するように、コンデンサの全ての接地を制御する。これによって、上記多機能方法の介入及びメンテナンスコストが低減する。
【００８９】
クロマトグラフィ／質量分析
多機能システムによる材料及び／又は製品の処理中に、化学反応を通してガス（例えばＨ2Ｓ）が生成される。
【００９０】
試験の展開中のクロマトグラフ及び質量分析計によるこれらのガスの解析は、処理される材料及び／又は製品を構成するエレメントの粉砕、破砕、及び分離の進行状態に関する情報を送出することを可能にする。
【００９１】
クロマトグラフィ及び質量分析による、リアルタイムの又は電気放電の停止後の、多機能システムによる処理中の材料及び／又は製品の一部分の解析（図７ａ及び図７ｂ）は、電気放電を制限又は停止することによって、反応器内に注入されるエネルギーを最適化するために特に使用される情報を得ることを可能にする。
情報はまた、反応器のローディング及びアンローディングを自動化するために使用することができる。
図７ａ及び図７ｂは、所与の炭素鎖に対応するピークを示す。
【００９２】
図７ａは、多機能システムによる処理後のアスファルト質の砂の定性的解析を示し、或る数の炭素／炭素結合を有する炭化水素に対応するピークが観察される。
【００９３】
図７ｂは、質量分析による検出と組合されたガスクロマトグラフィーによる解析を示し、Ｃ２０とＣ４０との間の化合物に対応するピークの存在が観察される。
【００９４】
例えば、システムは、測定されるガス放出率、展開されるエネルギー、発火（電気放電）の数、及び生成されるガスに従って、所与の製品について粒度曲線を収集するデータベースを含むことができる。
【００９５】
他の測定
少数の地点における反応器の内部の圧力の測定は、処理されるか又は再利用される材料及び／又は製品の機械的特性を考慮して、生成される衝撃波の効果を評価することを可能にする。
【００９６】
得られる製品は、レーザ粒度分析によって、又は、粒径（granulometry）が減少する（数μmと数mmとの間で変動する）入れ子状のふるい（a nest of screen）上で更に解析される。
【００９７】
上記材料及び／又は製品の再利用中に硫化水素Ｈ2Ｓ等のガスを多機能システムが生成する用途（例えば、鉱石及び鉱物、砂及びれき青頁岩等）の場合、このガスの回収及びその濃度の測定によって、かなりのエレメントを、材料及び／又は製品の粉砕及び破砕の状態（the state of crushing and the fragmentation）にすることが可能になる。
このガスの濃度が安定になる傾向がある場合、これは、材料及び／又は製品内に存在する硫黄のエレメントの分離がその最適レベルに達したことによって説明することができる。
【００９８】
２．多機能システムの特定の用途の例
２．１．ダイヤモンド粉末の破砕及び粉砕
多機能システムのこの特定の用途は、仏国特許出願第０９  ５０９４５号（未公開）で既に提示された。
【００９９】
現在のところ、ダイヤモンド粉末研磨材の粉砕は、特定のクラッシャー内の摩滅（attrition）によって行われる。２０ミクロン程度の粒径を得るための粉砕の継続時間は、約２０時間より長い。これらの従来の方法によってナノメートル寸法のダイヤモンドを十分な量だけ得ることは実用上不可能である。
【０１００】
多機能システムの使用は、処理されるダイヤモンド結晶に対する膨張及び「爆発的（explosive）」パルスの制約により電気運動的破砕を引き起こし、ダイヤモンド結晶を急速に、非常に高い摩耗率を有する破砕片（splinter）にする。５０μm未満のサイズで粒子の５０％を得るための処理時間は、数分程度である。ダイヤモンドのスケーリングによる摩耗モードを考慮すると、最終的な粒径は、パルスの継続時間及び数によってしか制限されない。したがって、好ましくは、この技法によってナノメートルサイズのダイヤモンド粉末を生成することが可能である。
【０１０１】
ダイヤモンド粉末は、脆い粒子を破壊するために機械的衝撃波にさらされ（ステージ１）、次に、最も硬い粒子を破砕するために電気アークの通過を受ける（ステージ２）。結果として、ダイヤモンド粒子の破砕、マイクロ化、及びナノ化がもたらされる。
【０１０２】
ダイヤモンドの少数の微細粒子の浮上が観察され、これは、毛管現象及び湿潤現象に起因するものである。界面活性剤製品の添加は、反応器の底部へのこれらのダイヤモンド粒子の移動を可能にして、ダイヤモンド粒子を電気アーク及び衝撃波によりよく暴露し、ダイヤモンド粉末のよりよい破砕及びよりよい粉砕を可能にする。
【０１０３】
例として、ステージ１の反応器内でダイヤモンド粉末の前処理（４００μmと５００μmとの間の径）について展開されるエネルギーは、電気放電によって４，０００Ｊ程度であり、５０回の電気放電の印加の後、回収されたダイヤモンド粉末は、８００Ｊ／パルスのエネルギーの１，０００のパルスを受けるために、ステージ２の反応器に導入される。
【０１０４】
ステージ１及び２の動作（繰返し）周波数は、それぞれ０．５Ｈｚ（ステージ１）及び５Ｈｚ（ステージ２）程度である。
【０１０５】
２つの連続する電気放電間のデッドタイムは、ステージ１の場合、５００ｍｓ程度、ステージ２の場合、９００ｍｓ程度である（ダイヤモンドの微細粒子に対する電気アークの動作及び衝撃波の機械的作用に有利になるように、それらのダイヤモンドの粒子がともに集まり反応器の底部に達することを可能にする）。
【０１０６】
湿潤性作用及び毛管作用に打ち勝つために、界面活性剤製品が周囲液体に添加される。
【０１０７】
反応器の内部の流水システムは、ダイヤモンド粒子のカソードとの接触を防止又は制限し、不純物の処理を低減する。
【０１０８】
カソードは、磁場による不純物の分離処理を可能にする強磁性特性を特徴とする。
【０１０９】
２０μm未満の粒径が要求され、非常に急速に（約２分）それが達成される。
【０１１０】
ダイヤモンドの摩耗の程度は、粒子の粒径を低減することによって破砕が起こるため増大する（表１）。
【表１】
2013503096.tif 000008
【０１１１】
ダイヤモンドの摩耗の程度のメジアンＡ／Ｒは、１８０μm〜３００μmのサイズのダイヤモンドの場合１．３９程度であり、５０μm〜７０μmの粒径の場合１．５５に変化し、２０μmと５０μmとの間のサイズのダイヤモンドの場合１．６３に達する（表１を参照）。
【０１１２】
図８は、多機能システムによるダイヤモンド粉末の破砕の粒度曲線を示し、曲線上の２つのガウス形状の存在は２つの粒径解析の実現によって説明される。２つの粒径解析のうち、一方の解析は１８０μm未満の粒径を有する粒子用のものであり、他方の解析は、その粒径が１８０μmより大きい粒子用のものである。
【０１１３】
２．２．ナノ粒子を得るための破砕
本発明は、仏国特許出願第０９  ５０９４５号（未公開）に記載されているシステム及びデバイスを、ナノメートルスケールで材料を得るために適合させることを提案する。
【０１１４】
多機能システムの特定の用途は、ナノ粒子の生産であり、より詳細には、ナノダイヤモンドの生産である。
【０１１５】
ダイヤモンド粉末の枠組みにおいて上記で述べたように、多機能システムは、マイクロメートルスケールで粉末を得ることを可能にする。
この用途は、ダイヤモンド粉末以外の多くの材料に対して一般化することができる。例として、酸化物（酸化チタンＴｉＯ、二酸化チタンＴｉＯ2、ＴｉＯＮ（窒素ドープ酸化チタン）、ＴｉＣＯＮ（窒素及び炭素ドープ酸化チタン））を挙げることができる。
ナノメートルスケールのこれらの材料は、多様な用途、すなわち、エレクトロニクス、オプティクス、光触媒、バイオテクノロジー等で使用されることができる。
ナノメートル粒子（grain）の形態のＴｉＯ2は、或る場合（光電池の場合）にシリコンを置換できる。
窒素及び炭素を用いたこれらの酸化物のドーピングは、上記で述べた用途におけるよりよい効果についてのその可能性を改善することを可能にする。
【０１１６】
そのドーピングは、このマイクロメートルスケールを超え、その粒子がナノメートルスケールである粉末を得ることを更に可能にする。
【０１１７】
ナノ粒子の生産に関連する用途では、電気放電のエネルギーは、
直接作用を用いるステージ２の場合、１００ジュールと１，２００ジュールとの間、又はより正確には２００ジュールと１，０００ジュールとの間で変動でき、
間接作用を用いるステージ１の場合、１，０００ジュールと１５，０００ジュールとの間、又はより正確には２，０００ジュールと１２，０００ジュールとの間で変動できる。
【０１１８】
ステージ１では、放電の継続時間は数百マイクロ秒程度であるが、ステージ２では、放電の継続時間は数十マイクロ秒程度である。
【０１１９】
パルス繰返し周波数は、
ステージ１の場合、０．５Ｈｚと２Ｈｚとの間、より正確には０．５Ｈｚと１Ｈｚとの間で変動し、
ステージ２の場合、１Ｈｚと２０Ｈｚとの間で変動する。
【０１２０】
２つの連続する電気放電間のデッドタイムは、１ｍｓと１ｓとの間で、より正確には１０ｍｓと１ｓとの間で変動する。
【０１２１】
一連の放電の一放電のスイッチング時間は、２５０ｎｓと２μｓとの間、又はより正確には３００ｎｓと９００ｎｓとの間である。
【０１２２】
２．２．１．冷却タンクの構造
ダイヤモンドの粉砕は、水の（又はより一般的には、周囲媒体として使用される液体の）かなりの温度上昇をもたらし、したがって、反応器の、より詳細には周囲液体の冷却の問題を呈する。
【０１２３】
実際には、マイクロメートルスケールからナノメートルスケールに移行する（pass）ために実施されるエネルギーは、温度のかなりの上昇をもたらすが、マイクロメートルスケールに達する役割を果たすエネルギーに関して、反応器の冷却は必要とされない。
【０１２４】
そのため、周囲液体を絶えず冷却することを可能にする特定のタンクが開発された。これらのタンクは図９に示される。
【０１２５】
適合冷却システムの使用は、デッドタイムを制限することによってデバイスの出力を改善することを可能にする。
【０１２６】
図９は、電極の冷却システムを有するナノ粒子の生産用の反応器を示す。
【０１２７】
反応器は、通常、多面体形状又は円柱底部を有する円柱形状を有する。
【０１２８】
図示するデバイスは、先端を有するアノードＥ１、Ｅ２、Ｅ３及びフラットカソードＥ’１、Ｅ’２、Ｅ’３を備える（上記で述べたような、先端／フラットタイプのデバイス）。
【０１２９】
カソードＥ’１、Ｅ’２、Ｅ’３は、カソードＥ’１、Ｅ’２、Ｅ’３内及びその周りの導管５０内で流体を循環させることによって、従来の冷却ループ手段によって冷却される。この流体は、入口５２によって導管５０内に注入され、出口５４を介して出される。出口５４は、カソードＥ’１、Ｅ’２、Ｅ’３を冷却するために再注入される前に、当業者に知られているような冷却手段５６にこの流体を運ぶ。
【０１３０】
アノードの冷却のために、導管２０の入口２２を通して流体が注入される。流体は、アノードＥ１、Ｅ２、Ｅ３を通過し、次に、上記導管２０の出口２４を通過する。
冷却用流体は、その後、反応器Ｒ（ｉ，ｊ）のコアＣ（ｉ，ｊ）内に位置する。
冷却用流体は、その後、出口パイプ３０を通過する。出口パイプ３０は、アノードＥ１、Ｅ２、Ｅ３に沿って配列された入口３２を有し、反応器Ｒ（ｉ，ｊ）のコアから流体が出るようにさせるのに役立つ。
アノードＥ１、Ｅ２、Ｅ３を冷却するために再注入される前に、当業者に知られているような冷却及びろ過回路４０に出口３４を介してこの流体を運ぶことができる。
【０１３１】
さらに、入口３２、特にこれらの入口のサイズは、ろ過システムを通過する粒子を選択するために影響を受けることができる。
【０１３２】
実際には、粉砕によって、周囲液体内にエレメントの懸濁物が生じる。これらのエレメントの沈降速度は、エレメントのサイズに依存し、粒子のサイズが大きくなればなるほど、粒子がより速く沈降する（重力及びストークスの法則）。
【０１３３】
パイプ３０によって捕捉されるとともに、その後にろ過システム４０によって捕捉されることになる粒子のサイズは、所望される粒子径に対応する沈降速度に適合する高さに、パイプ３０の入口３２を設置することによって決定することができる。
【０１３４】
したがって、より大きな径の粒子は、捕捉されず、（パイプ３０の入口３２の高さより低い高さで）周囲液体内に留まって、更なる衝撃波及び電気アークにさらされ、それにより、所望の粒径に達するまで径が減少するようにする。
【０１３５】
考えられる別の実施形態は、カルーセル冷却システムである。
【０１３６】
図９に示すデバイスと対照的に、カルーセル冷却システムを備えるデバイスは、連続して動作しない。
【０１３７】
より正確には、機能システムは、ここでは交互に動作した。デバイスは、いくつかのタンクを備え、タンク内で、直接作用による粉砕及び間接作用による粉砕が実施される。
【０１３８】
動作は、順次に実施される。例えば、間接作用による粉砕が、第１のタンク内で実施されると、他の１つ又は複数のタンクが冷却される。その後、直接作用による粉砕が、前もって冷却されたタンクのうちの１つのタンク内で実施される一方で、間接作用による粉砕のために役立ったタンクが次に冷却される。
【０１３９】
２．２．２．ナノダイヤモンドの生産に固有の用途
ナノダイヤモンドは、医療分野で、例えばトレーサーとして使用されるエレメントである。そのサイズがナノメートル程度であるダイヤモンド粒子は、被検者の身体に注入されると蛍光を放つように照射される。
【０１４０】
現在のところ、ナノダイヤモンドを得るためのダイヤモンドの粉砕は、従来のクラッシャー手段によって実施される。しかし、こうした粉砕は、出力、コスト、及び継続時間の観点から欠点を有する。
【０１４１】
別の方法は空気の流れに基づくが、この技法による粉砕は或る粒径に限定される。すなわち、この技法による粉砕は、１００ナノメートルより小さくなることを可能にしない。この場合の出力は、非常に低く、ナノ粒子の回収に関する他の問題が生じる。
【０１４２】
実際には、粉砕及び照射のオペレーションは、現在のところ別々に実施される。さらに、こうした粉砕からの出力は、非常に低く、ダイヤモンド粒子の１０％程度が、ナノメートル程度のサイズに粉砕される。
【０１４３】
さらに、多機能システムの使用は、コストの観点からかなりの節約を可能にする。実際に、ダイヤモンドを粉砕する従来の手段は、１週間程度の期間にわたってかなりのエネルギー消費をもたらす。多機能システムは、ナノダイヤモンド粒子を得るために必要とされる時間を実質的に低減し、したがって、粉砕のコストを低減する。
【０１４４】
多機能システムの使用は、これらの欠点を克服することを可能にする。
【０１４５】
多機能システムは、上記で述べたように、ダイヤモンド粒子を粉砕することを可能にする。間接作用（衝撃波）を用いる第１のステージは、ダイヤモンドの抵抗を弱化することを可能にし、一方、直接作用（電気アーク）を用いる第２のステージは、粉砕自体を実施することになる。
【０１４６】
ダイヤモンド粒子は、電気放電に対する暴露後により脆くなる傾向を有する。したがって、これらの粒子に送出されるエネルギーの閾値（反応器内での放電の回数に対応する）が存在し、その閾値から粒子の破砕があからさまに加速する。
【０１４７】
ダイヤモンド粒子の硬度の解析（Ｓｙｎｄｉａ、Ｇｒａｄｅ：ＣＤ−ＦＳ４０／４５）は、Ｘクラッシャーによる粉砕後に得られた５０ナノメートルの粒径を有する粒子が、（粉砕前の）基準の粒子より４０％小さい硬度を有することを示す。平均して、電気放電による粉砕後の粒子の硬度は３０％低下する。
【０１４８】
さらに、反応器内で生成される電気放電中、電子（相対論的（relativistic））は、衝撃後にダイヤモンド粒子を輝かせることを可能にする、０．５ＭｅＶ〜１ＭｅＶ程度の非常に高い運動エネルギーを有し、発光現象を与える。
これらの発光性ダイヤモンドナノ粒子は、バイオロジー及び医療におけるマーカーとして使用することができ、科学者及び企業家にとっての関心を呈する。したがって、電気アークに起因するダイヤモンドの連携的な粉砕（ナノ化）及び照射が存在する。
【０１４９】
ナノ粒子のこの発光現象は、電気放電中の電子の通過によって生成される、窒素原子（ダイヤモンド内に存在する不純物）と炭素原子の位置を置換する空孔とからなるＮＶ色中心の存在に起因する。したがって、これらのＮＶ中心の励起は、光の放出をもたらす。
【０１５０】
この方法では、照射は、液体溶液内で実施され、現状技術では実施できない。
【０１５１】
こうして照射されたダイヤモンド粒子は、その後、その発光のおかげでバイオメディカルトレーシングに使用することができる。
【０１５２】
したがって、粉砕し照射するステップは、更なるステップなしで、連携して実施される。
【図１】
2013503096.tif 000009
【図２】
2013503096.tif 000010
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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2013503096.tif 000020
2013503096.tif 000021
2013503096.tif 000022
2013503096.tif 000023
2013503096.tif 000024