Нанодатчики температуры

Миниатюрные и чувствительные термометры нужны и для научных исследований, и для промышленности. На интересное решение этой задачи недавно натолкнулась группа сотрудников Университета Калифорнии в Ирвайне, которой руководит профессор Макс К. Аргуилла (Maxx Q. Arguilla).

Ученые изучали сильно анизотропные кристаллы InSeI нанометровой длины, которые вырастили в лаборатории. При измерениях порогов их термического разложения исследователи обнаружили, что наноразмерный материал в зависимости от температуры меняет свой цвет от желтого к оранжевому. Желтый — появляется при 190ºС, красно-оранжевый — при 200ºС.

Явление связано с линейной температурной зависимостью длины волны света, соответствующей границе его полосы поглощения. Эта зависимость позволяет откалибровать кристалл, чтобы дистанционно измерять его температуру оптическими методами. Минимальный размер объекта определяет лишь размер самого кристалла.

Нанокристаллики иодида ученые получали так же, как получали графен его первооткрывтели. Липкую ленту прикладывали к поверхности большого кристалла, отрывали и затем переносили с нее кристаллики на прозрачные подложки. Этот способ позволяет легко покрывать датчиками температуры разные поверхности. Сегодня эти наносенсоры не менее чем на порядок чувствительней других.

Датчики нужны многим потребителям. К примеру, чтобы измерять температуру электронных приборов и разных компонентов компьютерной техники.

Профессор намерен помещать нанотермометры даже на биологические клетки. Он уверен, что его открытие — лишь первый шаг на пути к новым классам термохромных материалов, которые позволят измерять температуру микро- и нанообъектов. Аргуилла также надеется, что вскоре сможет расширить температурный диапазон своих наносенсоров. Статья об исследовании опубликована в Advanced Materials.