國(guó)外研發(fā)具有廣泛應(yīng)用范圍的超靈敏溫度傳感器

　　“溫度計(jì)”能否由薄膜或微小（微米甚至納米級(jí)）顆粒組成，在空間分辨率從厘米到微米的非常清晰的區(qū)域內(nèi)實(shí)時(shí)工作，并能夠在80開爾文（零下193°C）到750開爾文（750開爾文）的寬頻帶內(nèi)以極高的靈敏度測(cè)量溫度開爾文（476攝氏度）？答案是肯定的。

　　6月24日消息，巴西圣保羅州的圣保羅大學(xué)（USP）和坎皮納斯大學(xué)（UNICAMP）的研究人員在實(shí)驗(yàn)室里發(fā)明了這一裝置。基本上，它是一個(gè)溫度傳感器，對(duì)物體的溫度幾乎沒有任何影響。

　　USP圣卡洛斯物理研究所的研究員、項(xiàng)目研究人員之一安東尼奧·里卡多·扎納塔說：“由于該裝置是光學(xué)的，因此有關(guān)物體溫度的信息可以在它們之間沒有直接物理接觸的情況下獲得。將激光束投射到傳感器上并觀察其響應(yīng)就足夠了，通過使用探測(cè)器測(cè)量傳感器發(fā)出的光的波長(zhǎng)，可以非常精確地確定物體的溫度?！?/p>

　　當(dāng)被激光脈沖激發(fā)時(shí)，傳感器-由摻雜了銩離子（Tm3+）的二氧化鈦（TiO2）組成的系統(tǒng)-發(fā)射波長(zhǎng)隨環(huán)境溫度而變化的光，用非常精確的波長(zhǎng)測(cè)量來確定這個(gè)溫度。波長(zhǎng)每度溫度變化約2皮米（2x10-12米），光譜學(xué)可以用來檢測(cè)這種微小的波長(zhǎng)變化。

　　扎納塔說：“發(fā)射光波長(zhǎng)的變化在80到750開爾文之間是絕對(duì)線性的，在這個(gè)溫度范圍內(nèi)，這個(gè)裝置保持完整和穩(wěn)定?！?/p>

　　該溫度傳感器的應(yīng)用范圍從識(shí)別電子設(shè)備的熱點(diǎn)到檢測(cè)生物體特定區(qū)域的病毒或細(xì)菌感染。

　　因?yàn)樗軌驕y(cè)量非常寬的溫度光譜，所以它可以用于制造業(yè)——那里的溫度有時(shí)會(huì)達(dá)到非常高的水平——以及生物過程，這些過程對(duì)微小的溫度變化非常敏感。在這個(gè)階段，研究人員已經(jīng)安排了一個(gè)薄膜形式的材料。理論上，這種材料可以用作任何表面的涂層，無論是平的還是彎曲的，光滑的還是粗糙的。這種材料也可以呈現(xiàn)為微粒或納米粒子。作為薄膜，這種材料可以小到幾平方厘米，也可以達(dá)到幾平方米，用作地面車輛、飛機(jī)或電網(wǎng)變壓器部件的表面涂層。作為微米或納米顆粒，它可以分散在液體介質(zhì)中，同時(shí)保持固體。

　　在現(xiàn)階段，就設(shè)備的成本和便攜性而言，對(duì)專用探測(cè)器的需求是一個(gè)限制因素。扎納塔說：“考慮到需要激光和探測(cè)器，目前相關(guān)儀器的成本很高。然而，我們相信，隨著技術(shù)的進(jìn)步，將有可能制造出一種集成器件，其中包括半導(dǎo)體激光器、溫度傳感器和探測(cè)器。從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)規(guī)模，可以大大降低成本。”