納米溫度計利用金剛石納米顆粒來提升測量精度

納米溫度計雖然不是一個全新的想法，但仍處于科學的前沿。現在，澳大利亞悉尼理工大學(UTS)的研究人員認為他們已經提升了納米溫度計的精度和分辨率。 納米溫度計的潛在應用非常廣泛。從患病細胞到計算機和通信技術中的微/納米組件，它能夠精確測量納米尺度的溫度，同時監測溫度波動，是游戲規則的改變者。

研究團隊由悉尼科技大學數學與物理科學學院的高級研究員Carlo Bradac博士領導，采用了一種新穎的納米測溫方法，利用金剛石納米粒子中的缺陷作為量子水平的熱傳感器。雖然純鉆石被認為是透明的，但在原子層面上的瑕疵經常存在，正是這些外來原子，以及它們各自的顏色雜質，使得這項技術得以應用。這些鉆石納米顆粒非常小，比人類頭發的寬度小了1萬倍，當它們的瑕疵被激光照射時，就會發出熒光。這就是系統用來測量溫度的熒光。

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發出的光的強度很大程度上取決于周圍環境的溫度。鉆石中的有色雜質被低能量光源照亮，隨著溫度的升高，粒子的色心受到激發，從而以指數形式增加亮度。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，然后測量它們的光學熒光。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。