Termometro per misurare temperatura a scala nanometrica usa nanoparticelle di diamante

Rappresentazione del meccanismo sfruttato dagli scienziati per misurare la temperatura alla scala nanometrica: il diamante assorbe un fotone a energia più bassa (linea ondulata, rosso) ed emette uno a più alta energia (linea ondulata, ocra) dopo assorbimento di un fonone (linea ondulata, viola) (credito: Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.aav9180)

Misurare la temperatura su scala nanometrica e in generale su scale minuscole si rivela essenziale in molti comparti della ricerca ma anche in termini ingegneristici. Basti pensare ai componenti microelettronici o a quelli nanoelettronici che possono influire in molti campi, da quello della medicina fino a quelli delle comunicazioni.
Un nuovo studio, condotto da un gruppo di scienziati dell’Università della Tecnologia di Sydney (UTS), è stato pubblicato su Science Advances e riguarda proprio un nuovo nano-termometro altamente sensibile.

Quest’ultimo utilizza nanoparticelle di diamante per effettuare misure di precisione della temperatura su scala nanometrica. Queste nanoparticelle sono molto piccole, fino a 10.000 volte più piccole dello spessore di un capello umano.
Quando illuminate con un laser cominciano a diventare fluorescenti e ciò indica una dipendenza dalla temperatura che può essere misurata proprio con il livello di fluorescenza.

Queste nanoparticelle di diamante, dunque, possono essere utilizzate come sonde di temperature ultra piccole come spiega Carlo Bradac, uno dei ricercatori impegnati nel progetto: “Il metodo è già utilizzabile. Lo stiamo attualmente utilizzando per misurare le variazioni di temperatura sia nei campioni biologici che nei circuiti elettronici ad alta potenza le cui prestazioni si basano fortemente sul monitoraggio e sul controllo della loro temperatura con sensibilità e su una scala difficile da raggiungere con altri metodi”.

Il metodo sfrutta piccole imperfezioni del diamante. Quest’ultimo, sebbene sia trasparente, può contenere infatti di atomi estranei che possono dare al diamante stesso dei colori diversi. Queste imperfezioni, quando sondate con un raggio laser, contribuiscono all’emissione di luce a specifiche lunghezze d’onda. Gli scienziati hanno scoperto che l’intensità di questa luce dipende molto dalla temperatura dell’ambiente circostante tanto da poter essere misurata con precisione.

Fonti e approfondimenti

Articoli correlati

Condividi questo articolo

Rimani in contatto

Resta aggiornato su Facebook: clicca su “Mi piace questa pagina”

Commenta per primo

Rispondi