Frigoriferi più economici?安い冷蔵庫？ Protesi più forti?より強い義歯？ Una migliore comprensione delle malattie umane?人間の病気のより良い理解？ Questo e altro potrebbe essere possibile un giorno, grazie a un nuovo ambizioso progetto del NIST, il National Institute of Standards and Technology negli USA.米国の国立標準技術研究所であるNISTによる野心的な新しいプロジェクトのおかげで、これ以上のことがいつか可能になるかもしれません。
NIST の研究者は、大規模な事業の初期段階にあります。 極小の超高感度ナノ温度計のフリートを設計および構築することです。 成功すれば、彼らのシステムは顕微鏡スケールでリアルタイムの温度測定を行う最初のシステムになります。 プロジェクトの名前は 熱磁気イメージングおよび制御（Thermal MagIC）.
微視的レベルでのリアルタイム温度
研究者によると、Thermal MagIC は、生物学、医学、化学合成、冷凍、自動車、材料製造など、多くの分野で温度測定に革命を起こす可能性があります。 「ナノ温度計は、温度が基本的な役割を果たすすべての分野で役立つ可能性があります」と NIST の物理学者は述べています。 シンディデニス. 「それは事実上どこにでもあります。」
NIST チームは、このユニークなプロジェクトのためのカスタム ラボ スペースの構築を完了し、実験の最初の主要なフェーズを開始しました。
ThermalMagICのしくみ
Thermal MagICは、磁気信号が温度とともに変化するナノサイズのオブジェクトを使用して機能します。
オブジェクトは、調査対象の液体または固体に組み込まれます。 ad esempio la plastica fusa da utilizzare come parte di una sostituzione artificiale delle articolazioni, o il refrigerante liquido di un frigorifero.人工関節の交換の一部として使用される溶融プラスチック、または冷蔵庫からの液体冷却剤など。 Un sistema di telerilevamento potrebbe quindi raccogliere questi segnali magnetici, il che significa che sarebbe un sistema wireless.リモートセンシングシステムは、これらの磁気信号を拾うことができます。つまり、ワイヤレスシステムになります。
最終製品は、10分の10.000の体積で、XNUMX分のXNUMXの時間で取得される、最先端の技術よりもXNUMX倍正確な温度測定を行うことができます。
それが何を意味するのか、数字で
新しいラボスペースを完成させる前に、NISTの研究者はいくつかの重要な作業を完了することができました。 International Journal on Magnetic Particle Imaging に先月掲載された記事では、、チームは、制御可能に変化する温度感度を持つ、鉄とコバルトでできた「有望な」ナノ材料を見つけてテストしたことを報告しました。 Thermal MagIC のようなシステムの中心となる、温度に敏感なナノ粒子の作成にチームを近づけたステップです。
NISTナノ温度計は、片側わずか25マイクロメートル（XNUMX万分のXNUMXメートル）の体積で、わずかXNUMX分のXNUMX秒でXNUMXミリケルビン（XNUMX分のXNUMXケルビン）以内の正確な測定を行うことができます。
このシステムは、摂氏-200～400度である70～126ケルビン(K)の範囲の温度を測定することを目指しています。 この範囲は、Thermal MagIC チームが今後 5 年以内に可能になると予測する潜在的なアプリケーションのほとんどをカバーします。 Dennis と彼の同僚は、-270 度から +320 度に及ぶ、はるかに広い温度範囲の可能性を見ています。 過冷却超伝導体から溶融鉛まで、あらゆるものが含まれます。 しかし、これは現在の開発計画の一部ではありません。
これはかなり大きな海の変化です。 それが実現できれば、今の私たちには想像もつかないことができるようになります。 ナノ温度計を構築する NIST の新しいプロジェクトは、温度イメージングに革命を起こす可能性があります。
シンディデニス、NIST物理学者
ナノ温度計にはどのような用途がありますか？
リビングルームのサーモスタットであろうと、実験室での測定用の高精度機器であろうと、今日使用されているほとんどの温度計は、微視的レベルではなく巨視的レベルで、比較的広い領域しか測定できません。
これらの 従来の温度計 それらはまた侵入的であり、測定されるシステムを貫通し、かさばるケーブルを介して読み取りシステムに接続するためにセンサーを必要とします。
I 赤外線温度計、多くの診療所で使用されている額ツールのように、邪魔になりません。 Anche loro però effettuano solo misurazioni macroscopiche e non possono vedere sotto le superfici.しかし、彼らも巨視的な測定を行うだけで、表面の下を見ることができません。
Thermal MagICは、科学者がこれらの制限の両方を回避できるようにする必要があります。
エンジニアは、Thermal MagICを使用して、マイクロスケールでさまざまな冷媒で熱伝達がどのように発生するかを初めて調査し、テストすることができます。 より安価な冷凍システム エネルギーを大量に消費します。 彼らは私たちにパンのように仕えます。
医師はThermalMagICを 病気を研究する、その多くは体の特定の部分の体温の上昇（炎症の特徴）に関連しています.
そしてメーカーはシステムを 3D印刷機の制御を改善 プラスチックを融合して、医療用インプラントや補綴物などのカスタムオブジェクトを作成します。
