納米溫度計(jì)利用金剛石納米顆粒來(lái)提升測(cè)量精度

納米溫度計(jì)雖然不是一個(gè)全新的想法，但仍處于科學(xué)的前沿?，F(xiàn)在，澳大利亞悉尼理工大學(xué)(UTS)的研究人員認(rèn)為他們已經(jīng)提升了納米溫度計(jì)的精度和分辨率。 納米溫度計(jì)的潛在應(yīng)用非常廣泛。從患病細(xì)胞到計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)中的微/納米組件，它能夠精確測(cè)量納米尺度的溫度，同時(shí)監(jiān)測(cè)溫度波動(dòng)，是游戲規(guī)則的改變者。

研究團(tuán)隊(duì)由悉尼科技大學(xué)數(shù)學(xué)與物理科學(xué)學(xué)院的高級(jí)研究員Carlo Bradac博士領(lǐng)導(dǎo)，采用了一種新穎的納米測(cè)溫方法，利用金剛石納米粒子中的缺陷作為量子水平的熱傳感器。雖然純鉆石被認(rèn)為是透明的，但在原子層面上的瑕疵經(jīng)常存在，正是這些外來(lái)原子，以及它們各自的顏色雜質(zhì)，使得這項(xiàng)技術(shù)得以應(yīng)用。這些鉆石納米顆粒非常小，比人類頭發(fā)的寬度小了1萬(wàn)倍，當(dāng)它們的瑕疵被激光照射時(shí)，就會(huì)發(fā)出熒光。這就是系統(tǒng)用來(lái)測(cè)量溫度的熒光。

研究人員使用了一種叫做反斯托克斯的方法，即鉆石納米顆粒中雜質(zhì)發(fā)出的光的強(qiáng)度很大程度上取決于周?chē)h(huán)境的溫度。鉆石中的有色雜質(zhì)被低能量光源照亮，隨著溫度的升高，粒子的色心受到激發(fā)，從而以指數(shù)形式增加亮度。這提供了一種非常精確的溫度傳感方法。所需要做的就是將水溶液中的金剛石納米粒子與樣品接觸，然后測(cè)量它們的光學(xué)熒光。這種新方法的靈敏度和空間分辨率使其與眾不同，并且可以立即部署。