Nanotermomeeter suudab mõõta rakkude temperatuuri mikroskoopilisi muutusi


Nanotermomeeter suudab mõõta rakkude temperatuuri mikroskoopilisi muutusi
Georg Kucsko/Nature

Harvardi ülikooli füüsikud esitlevad ajakirjas Nature ilmunud töös teemandi defektidel põhinevat nanotermomeetrit, millega on võimalik 200 nanomeetrise lahutusvõimega täheldada 0,044 °C suuruseid temperatuurimuutusi.

Vahendavad ERR teadusuudised

Nanoteemandid on viimastel aastatel üha laialdasemat rakendust leidnud. Üks suundadest puudutab elusorganismide kudedest ülesvõtete tegemiseks kasutavat magnetresonantstomograafiat (MRI). Muidu korrapärase struktuuriga teemantides leidub tihti väikesi defekte, kus kaks süsiniku aatomit on asendunud lämmastiku aatomi ja selle kõrval asetseva üheaatomilise tühimikuga. N-V-tsentrid kujutavad lämmastiku elektronide tõttu magnetväljade uurimiseks suurepärast sondi. Ent paraku on need ülitundlikud ka isegi väikeste temperatuurimuutuste suhtes.

Soojus mõjutab kristallvõres muutuvate pingete läbi energia hulka, mida on vaja kulutada N-V-tsentri põhiolekust kõrgemasse energeetilise olekusse viimiseks. See muudab tsentri poolt kiiratava valguse intensiivsust, kui sellele laseriga energiat antakse. Nähtust ära kasutades suutis Peter Mauer koos kolleegidega valguse intensiivsuse põhjal leida teemandi temperatuuri. Teemandi ülihea soojusjuhtivuse põhjal võib oletada, et sama temperatuuriga oli ka ümbritsev keskkond. Ideaalsetel katsetingimustel suudeti märgata 0,0018 °C suuruseid muutusi.
Loe edasi ERR teadusuudistest