Группе исследователей из Физического института им. П.Н. Лебедева, Высшей школы экономики и Московского государственного университета удалось синтезировать новые молекулярные комплексы, которые способны с рекордной точностью измерять температуру микроскопических объектов, рассказали в пресс-службе Российского научного фонда.
Измерить температуру раковой клетки или крошечного транзистора обычным градусником невозможно. Для таких задач используют люминесцентную термометрию — метод, где температуру определяют по изменению свечения особых веществ.
Основа разработки — ионы редкоземельных металлов — европия и тербия. Ученые создали молекулы, которые при охлаждении до −196°C светятся зеленым (цвет тербия). Но стоит температуре подняться, как энергия начинает перетекать к ионам европия, и цвет меняется на красный.
Интенсивность свечения напрямую зависит от температуры, что позволяет использовать эти материалы как высокоточный датчик в диапазоне от −196 °C до +126 °C.
В ходе экспериментов выяснилось, что небольшое изменение структуры молекулы — перемещение всего одного атома — кардинально меняет свойства материала. Температурная чувствительность при этом выросла на 40%. Чтобы доказать превосходство своей разработки, авторы предложили новый универсальный показатель — интегральную чувствительность (SRI).
«Наш материал показал значение SRI 970%, что оказалось выше, чем у других существующих молекулярных термометров», — отметил руководитель проекта Илья Тайдаков.
Новые сенсоры открывают огромные перспективы. В медицине они могут помочь в диагностике опухолей, так как способны измерять температуру внутри отдельных клеток. В микроэлектронике — позволят выявлять перегрев микросхем на ранних стадиях, предотвращая поломки дорогостоящего оборудования. Результаты работы опубликованы в Journal of Materials Chemistry C.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Томске создают космическую керамику с эффектов самолечения.
