Nieuwe studie: wetenschappers ontwerpen materiaal dat kleuren verandert om temperatuur op nanoschaal te meten

AmsterdamWetenschappers van UC Irvine hebben een minuscuul materiaal ontwikkeld dat van kleur verandert met de temperatuur. Deze innovatie maakt het mogelijk om zeer nauwkeurige temperatuurmetingen op kleine schaal uit te voeren, wat essentieel is voor zowel biologische als industriële toepassingen.

Belangrijke Punten:

• Bij een temperatuursverhoging van -190°C naar 200°C verandert de kleur van het materiaal van geel naar rood-oranje.
• Het materiaal is gevoeliger dan de huidige optische thermometers die in de industrie gebruikt worden.
• Mogelijke toepassingen zijn het meten van temperaturen in micro-elektronica en biologische cellen.

Maxx Arguilla, hoogleraar scheikunde aan de UC Irvine, verklaarde dat het nieuwe materiaal voortkwam uit onderzoek naar de invloed van warmte op kristallen. Toen deze kristallen een spiraalvorm kregen, ontdekten wetenschappers dat ze van kleur konden veranderen afhankelijk van de temperatuur.

Deze kleine thermometer kan op verschillende gebieden van grote waarde zijn. In de biologie kunnen nauwkeurige temperatuurmetingen ons helpen te begrijpen hoe cellen functioneren. Cellen reageren op kleine temperatuursveranderingen en deze kennis kan nuttig zijn bij medische tests en behandelingen. Het vermogen om temperatuurveranderingen binnen een enkele cel te volgen, zou kunnen leiden tot nieuwe medische benaderingen.

Het is cruciaal om de temperatuur in de halfgeleiderindustrie goed te beheren om ervoor te zorgen dat elektronische onderdelen optimaal blijven functioneren. Deze nieuwe, kleine thermometers kunnen de temperatuurregeling in bijvoorbeeld microchips en opslagapparaten aanzienlijk verbeteren. Huidige optische thermometers zijn minder gevoelig, waardoor het nieuwe materiaal zeer nuttig is.

Lees ook:

Vandaag · 12:21

Verborgen dieptegeheimen: Arima-bronwater en aardbevingsrisico

Wetenschappers gebruiken plakband om het materiaal te verzamelen, wat hun creatieve werkwijzen aantoont. Dankzij dit eenvoudige proces kunnen ze kleine thermometers op verschillende oppervlakken plaatsen. Deze flexibiliteit maakt het nieuwe materiaal nuttig voor uiteenlopende toepassingen.

Arguilla's team wil andere minuscule materialen onderzoeken om nog gevoeligere thermometers te ontwikkelen. Zij streven ernaar om nauwkeurigere metingen over een breder temperatuurbereik mogelijk te maken, wat nuttig kan zijn voor zowel wetenschap als industrie.

De ontdekking kan resulteren in nieuwe soorten materialen die zijn ontworpen voor specifieke temperatuurbereiken, waardoor de hulpmiddelen die we hebben om temperaturen te meten van grote tot zeer kleine schalen worden verbeterd. Dit is een aanzienlijke vooruitgang in de materiaalkunde en kan leiden tot tal van toekomstige ontwikkelingen.

De studie werd gefinancierd door de National Science Foundation en omvatte vele wetenschappers die de stabiliteit en prestaties van het materiaal onderzochten en testten. Deze gezamenlijke inspanning toont aan hoe belangrijk het is om experts uit verschillende vakgebieden samen te laten werken voor wetenschappelijke doorbraken.