Neue Studie: Farbveränderndes Material misst Temperaturen im Nanobereich präziser als je zuvor

BerlinWissenschaftler der UC Irvine haben ein winziges Material entwickelt, das je nach Temperatur die Farbe wechselt. Diese Innovation ermöglicht präzise Temperaturmessungen im Mikrobereich und ist sowohl für biologische als auch für industrielle Anwendungen von großer Bedeutung.

Hier sind einige wichtige Punkte:

• Das Material wechselt seine Farbe von Gelb zu Rot-Orange, wenn die Temperatur von -190°C auf 200°C steigt.
• Das Material ist empfindlicher als die derzeit in der Industrie verwendeten optischen Thermometer.
• Potenzielle Anwendungen umfassen die Temperaturmessung in der Mikroelektronik und in biologischen Zellen.

Maxx Arguilla, Chemieprofessor an der UC Irvine, berichtete, dass das neue Material aus Forschungen hervorging, die untersuchten, wie Hitze Kristalle beeinflusst. Als diese Kristalle eine spiralförmige Struktur erhielten, entdeckten Wissenschaftler, dass sie ihre Farbe je nach Temperatur ändern konnten.

Dieses kleine Thermometer kann in vielen Bereichen äußerst nützlich sein. In der Biologie können präzise Temperaturmessungen unser Verständnis davon, wie Zellen funktionieren, erweitern. Zellen reagieren auf winzige Temperaturschwankungen, und dieses Wissen kann bei medizinischen Tests und Behandlungen helfen. Die Fähigkeit, Temperaturänderungen in einer einzelnen Zelle zu verfolgen, könnte neue medizinische Methoden ermöglichen.

Die Temperaturregelung ist in der Halbleiterindustrie entscheidend, um elektronische Bauteile optimal arbeiten zu lassen. Diese neuen winzigen Thermometer können die Temperatursteuerung in Mikrochips und Speichereinheiten erheblich verbessern. Aktuelle optische Thermometer sind weniger empfindlich, weshalb das neue Material äußerst nützlich ist.

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Wissenschaftler setzen Klebeband ein, um Material zu sammeln, und demonstrieren dabei kreative Methoden. Mit diesem einfachen Verfahren können sie winzige Thermometer auf verschiedene Oberflächen bewegen. Diese Flexibilität macht das neue Material vielseitig einsetzbar.

Das Team von Arguilla will andere winzige Materialien untersuchen, um empfindlichere Thermometer zu entwickeln. Ihr Ziel ist es, ein breiteres Temperaturspektrum genau zu messen, was sowohl für die Wissenschaft als auch für die Industrie nützlich sein könnte.

Die Entdeckung könnte zur Entwicklung neuer Materialien für bestimmte Temperaturbereiche führen, was die Werkzeuge zur Messung von Temperaturen auf großen und kleinen Skalen verbessern würde. Dies stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Materialwissenschaft dar und könnte zahlreiche zukünftige Entwicklungen anstoßen.

Die Studie, finanziert von der National Science Foundation, brachte viele Wissenschaftler zusammen, die die Stabilität und Leistung des Materials überprüften. Diese Teamarbeit verdeutlicht die Bedeutung interdisziplinärer Zusammenarbeit für wissenschaftliche Durchbrüche.