Ученые Калифорнийского университета в Ирвайне совершили прорыв в нанотехнологиях: ими был разработан одномерный наноматериал, цвет которого меняется при изменении температуры. Этот удивительный результат опубликован в журнале Advanced Materials.
"Мы обнаружили, что можем создавать действительно маленькие и чувствительные термометры. Это одна из самых прикладных и переводимых работ, вышедших из нашей лаборатории," — заявил профессор химии Макс Аргилья, руководитель исследовательской группы.
Аргилья сравнил термометры с "наномасштабными кольцами настроения", но отметил, что эти устройства гораздо более точны. Изменения цвета наноматериалов можно калибровать и использовать для оптического снятия показаний температуры в наномасштабе.
"Необходимость измерения температуры важна, поскольку множество биологических и промышленных процессов зависят от отслеживания мельчайших изменений температуры. Теперь у нас могут быть термометры, которые мы могли бы попытаться вводить в клетки", — добавил он.
Соавтор исследования Дмитрий Кордова отметил, что новые оптические термометры также могут оценивать эффективность микро- и наноэлектроники. В промышленности уже используются оптические термометры для изготовления компьютерных компонентов, но новый материал оказался "по крайней мере на порядок более чувствителен."
Прорыв произошел, когда Кордова и его коллеги вырастили кристаллы, напоминающие спиральные "пружинки". Эти кристаллы демонстрировали систематическое изменение цвета от желтого до оранжевого в зависимости от температуры. Исследования показали, что светло-желтые оттенки соответствуют температурам около -190 градусов по Цельсию, а красно-оранжевые — около 200 градусов.
Аргилья отметил, что группа приложила немало усилий, чтобы убедиться в точности измерений. Для извлечения наноразмерных образцов материала использовали клейкую ленту, приклеив ее к кристаллам и перенеся образцы на прозрачные подложки.
"Мы можем отделить эти структуры и использовать их в качестве наноразмерных термометров, которые можно переносить, реконфигурировать и соединять с другими материалами или поверхностями," — пояснил он.
Это открытие является первым шагом на пути к разработке новых классов материалов для измерения температуры в нанометровых масштабах. В будущем лаборатория Аргильи планирует протестировать другие наноматериалы, чтобы создать термометры для более широкого диапазона температур.
]]>
