دماسنج کوچک به طور مستقیم تغییرات دما را هنگام عبور یون ها از یک نانوحفره نظارت می کند
نانوحفره‌ها، که منافذ بسیار کوچکی در یک غشاء هستند و به قدری کوچک می باشد، که تنها یک رشته DNA یا ذره ویروس می‌تواند از آن عبور کند، و این موضوع باعث شده است یک پلت فرم جدید هیجان‌انگیز برای ساخت حسگرها باشند. اغلب، یک ولتاژ الکتریکی بین دو طرف غشا اعمال می شود تا ماده مورد تجزیه و تحلیل را از طریق نانوحفره { دسته ای از مواد نانوساختاری هستند که شامل حفره‌های نانو مقیاس می‌باشند. }بکشد. در عین حال، یون های باردار در محلول را نیز می توانند حمل کنند، هرچند تأثیر آنها بر دما به طور گسترده مورد مطالعه قرار نگرفته است. اندازه‌گیری مستقیم اثرات حرارتی ناشی از این یون‌ها می‌تواند به کاربردی‌تر کردن نانوحفره‌ها به عنوان حسگر کمک کند.
اکنون، تیمی از محققان دانشگاه اوزاکا یک ترموکوپل{ یک حسگر تشخیص دمای ترمو-الکتریکی مدار-بسته شامل دو سیم ناهم‌جنس است، که در یک انتها به هم متصل شده‌اند} ساخته شده از نانوسیم‌های طلا و پلاتین با نقطه تماسی به اندازه ۱۰۰ نانومتر ساخته‌اند، که به عنوان دماسنج عمل می‌کند. واز آن برای اندازه گیری دما، مستقیماً در کنار یک نانوحفره برش خورده با ضخامت 40 نانومتر که روی ویفر سیلیکونی{ ویفرهای سیلیکونی از یک شمش جامد از سیلیکون تقریباً خالص (99.9999999٪) بریده می شوند} معلق است، استفاده می شود
گرمایش ژول{یا گرمایش اهمی فرایندی است که در آن، گذر جریان الکتریکی در رسانا، گرما تولید می‌کند.} زمانی اتفاق می افتد که انرژی الکتریکی توسط مقاومت سیم به گرما تبدیل می شود. این اثر در توسترها و اجاق‌های برقی رخ می‌دهد و می‌توان آن را به عنوان پراکندگی غیرالاستیک توسط الکترون‌ها در برخورد با هسته‌های سیم در نظر گرفت. در مورد نانوحفره، دانشمندان دریافتند که انرژی حرارتی متناسب با تکانه جریان یونی تلف می‌شود که مطابق با پیش‌بینی‌های قانون اهم است.
با نانوحفره‌های کوچک‌تر، اثر گرمایش بارزتر می شد، زیرا مایع کمتری از سمت خنک‌تر می‌تواند برای یکسان کردن دما از آن عبور کند. در نتیجه، گرمایش می تواند یک اثر غیر قابل چشم پوشی ایجاد کند، به طوری که نانوحفره ها تحت شرایط استاندارد عملیاتی چند درجه افزایش دما را تجربه می کنند.
محققان انتظار دارندکه حسگرهای نانوحفره‌ای جدیدی توسعه دهند که نه تنها بتوانند ویروس‌ها را شناسایی کنند، بلکه همزمان آنها را نیز غیرفعال کنند. محققان موقعیت‌های دیگری را پیشنهاد کردند که در آن گرمایش می‌تواند مفید باشد (به عنوان مثال، برای جلوگیری از مسدود شدن نانوحفره توسط یک پلیمر، یا جدا کردن رشته‌های DNA در حال تعیین توالی.)
های فن تک از شما دعوت می کند نظرات خود را در مورد این مقاله به اشتراک بگذارید