科学家们创造了可以测量纳米级物体温度的材料

加州大学欧文分校的科学家发现了一种一维纳米材料，其颜色会随着温度的变化而变化。该团队的研究成果发表在《先进材料》杂志上

加州大学欧文分校化学教授Maxx Arguilla的研究小组领导了这项研究，他说：“我们发现我们可以制造出非常小和灵敏的温度计。”。“这是我们实验室最实用、最可翻译的作品之一。”

Arguilla将温度计比作“纳米级情绪戒指”，指的是根据佩戴者的体温改变颜色的珠宝。但是，Arguilla说，这些材料的颜色变化“可以被校准并用于在纳米尺度上光学地读取温度读数”，而不是简单地获取定性温度读数

他补充道：“测量温度的必要性很重要，因为许多生物和工业过程都依赖于跟踪温度的微小变化。”。“我们现在可能有温度计，可以尝试刺入细胞。”

根据Arguilla小组的博士后学者Dmitri Cordova的说法，光学温度计还可以测量温度并评估微电子和纳米电子学的效率，包括电路和数据存储设备。Cordova说，工业界已经有了在制造计算机组件时使用的光学温度计，但该团队的新材料“至少要敏感一个数量级”

这一突破发生在Cordova和他的同事在他们的实验室中生长晶体时，这些晶体在纳米尺度上类似于螺旋“slinkies”。他们最初生长晶体，这样他们就可以对其施加热应力，看看晶体在什么温度下分解

Cordova和本科生研究员Leo Cheng注意到，晶体的颜色会根据温度从黄色系统地转变为橙色

然后，研究小组对颜色对应的温度范围进行了精确测量，他们发现淡黄色对应的温度约为-190摄氏度，而红橙色对应的温度在200摄氏度左右

Arguilla说：“我们花了很多精力来确保测量结果的准确性。”

为了取回这种材料的纳米级样品，实验室将一块胶带粘在块状晶体上，将其剥离，并将粘在胶带上的纳米级样本转移到透明基板上

Arguilla说：“我们可以剥离这些结构，我们可以将它们用作纳米级温度计，可以转移、重新配置并与其他材料或表面结合。”

Arguilla解释说，这一发现是发现新型材料以在纳米尺度上读取温度读数的第一步

接下来，他的实验室计划测试其他纳米级材料，看看它们是否可以开发出可以测量更宽温度范围的温度计

Arguilla说：“我们现在正试图破解材料设计规则，以制造更敏感的材料。”。“我们正试图打开从体积尺度到纳米尺度的光学测温工具箱。”

合著者包括周一农、格里芬·M·米利根、程、泰勒·克尔、约瑟夫·齐勒和吴汝谦 More information: Dmitri Leo Mesoza Cordova et al, Sensitive Thermochromic Behavior of InSeI, a Highly Anisotropic and Tubular 1D van der Waals Crystal, Advanced Materials (2024). DOI: 10.1002/adma.202470162

Journal information: Advanced Materials