综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:021-64321087
  • 技术服务电话:021-64321087
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

成功研制纳米尺度温度计

日期: 2023-02-16
浏览次数: 261

来源:深圳商报


近日,深圳技术大学集成电路与光电芯片学院宁存政教授团队和清华大学电子工程系开发了一种纳米尺度温度计。该温度计是一种可以按照不同测温需求,对目标测温参数进行自优化的单根合金铒纳米线温度传感器,实现了4K到500K(0K约等于-273.15摄氏度)的宽温区测量。

温度测量,对于前沿科学研究、工业生产以及个人和家庭生活等许多方面都起着极为重要的作用。但传统的测温技术如水银温度计、热电阻技术、红外探测等,由于要求接触式使用、测温精度和灵敏度及测温范围等受到限制,无法满足许多场合的需要。近年来,基于镧系稀土元素的荧光温度测量技术成为一个越来越重要的温度测量手段。这种远程的光学温度测量技术已经在诸如细胞科学、活体生物学、集成光电子科学等诸多领域产生了举足轻重的影响。

尽管这个领域近来从材料到测量技术本身都在蓬勃发展,但在温区范围、低温区的温度测量和测温灵敏度等方面仍然存在许多技术上的挑战。为解决这些难题,深圳技术大学集成电路与光电芯片学院宁存政教授团队和清华大学电子工程系展开联合攻关。

此次实验所用的发光材料系一种独特的稀土硅酸盐合金纳米线。宁存政团队在10多年前发现了这种高质量的单晶合金材料,此后对其进行了多方面的系统研究。本次研究通过对生长工艺的不断优化,得到了接近完美的单晶纳米线,其极强的发光使得单根纳米线足以作为测温的荧光物质,同时高质量的材料发出的谱线极窄可以对极低的温度和很小的温度变化进行测量。通过采集一帧光谱,可以构建很多个温度响应函数,并通过计算机程序实现针对不同测温目标的自优化温度响应函数选择。这是首次将测温函数的自优化选择和荧光测温结合,保证了大温度范围的最优温度测量。

除了灵敏,利用这种铒合金纳米材料的另一个优势,是波长在1530纳米附近的光谱窗口对应于光通信的C波段以及损耗极低的生物近红外光学窗口,对生物体的穿透深度较可见光大很多,因此该温度测量技术之后可能会在这两个领域产生重要影响。单根纳米线和普通水银温度计相比,尺寸小4个数量级。与目前绝大多数荧光温度传感器相比,单根纳米线具有更好的操控性,而用单根纳米线做生物细胞内窥测量的技术已经被其他研究组所验证,因此该温度测量技术有可能在单细胞温度学研究中产生重要作用。



Hot News / 相关推荐
  • 2026 - 09 - 03
    点击次数: 45
    来源:X-MOL共价可适应网络因其在可持续材料设计中的潜力而备受关注,但它们常常难以平衡机械稳健性与高效的自愈能力,或缺乏集成的光功能性。本文介绍通过三能级动态网络策略构建的鑭系配位超分子聚合物(Ln-Bpy-HTIP)。羟基端聚丁二烯(HTPB)软段的链间相互作用和纠缠结构作为基本承载层(I 级),聚氨酯氢键作为能量耗散和可重构层(II 级),镧系-双吡啶配位键则作为动态交联层(III 级)和发...
  • 2026 - 09 - 02
    点击次数: 65
    来源:X-MOL一系列新的鑭系物 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸盐 [Ln2(phen)2(bpdc)3(H2O)2]n {Ln= Sm (1), Eu (2), Gd (3), Tb (4), Dy (5), Ho (6), Er (7), Tm (8);phen = 1,10-苯舧啶;H2bpdc = 2,2′-双吡啶-4,4′-二羧酸},通过π共轭苯作为色团进行热液合成并结构表征。1∼8...
  • 2026 - 09 - 02
    点击次数: 67
    来源:X-MOL本研究发现了一种新型低对称性镧系钛簇(Ln4Ti14),其簇核具有Janus分布。Ln4Ti14纳米簇通过逐步组装形成,并被致密的配体保护层包裹,从而确保其在溶液中的稳定性。通过改变Ln(III)离子,可以轻松控制能量转移路径,从而实现高分辨率生物光学成像和光动力疗法(PDT)之间的切换。具体而言,Eu4Ti14具有高效的天线效应,能够发出明亮的Eu(III)特征发射,并可用于活细...
  • 2026 - 09 - 01
    点击次数: 84
    来源:X-MOL纳米技术的快速扩展和进步为多种疾病的诊断和治疗带来了潜在应用。近年来,由于铈氧化纳米颗粒(CeO2 NPs)具有独特的物理和化学特性,如高抗氧化活性、酶类模拟活性和良好的生物相容性,已被广泛研究和应用于生物系统。本综述总结了功能化 CeO2 NP 在抗癌活性、抗感染、抗炎、抗氧化活性、伤口愈合、神经保护及影像应用领域的最新研究进展。研究探讨了其作用机制及潜在的临床应用前景,以及关于...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务