Forskere udvikler molekylært termometer til kontaktløs måling ved hjælp af infrarødt lys

Kemikere ved Johannes Gutenberg University Mainz (JGU) har i samarbejde med forskere fra det tyske forbundsinstitut for materialeforskning og -prøvning (BAM) i Berlin udviklet et molekylært termometer. Ædelstensrubinen tjente som inspirationskilden. Imidlertid, termometeret udviklet af teamet ledet af professor Katja Heinze ved JGU Instituttet for Uorganisk Kemi og Analytisk Kemi er et vandopløseligt molekyle, ikke et uopløseligt fast stof. Som en rubin, dette molekyle indeholder grundstoffet chrom, der giver det dens røde farve, derfor er den også blevet døbt den molekylære rubin. Denne molekylære rubin kan bruges til at måle temperatur i mange forskellige miljøer takket være dens opløselighed:den kan indføres i væsker, faste stoffer, nanopartikler, og miceller. Dermed, det har potentielle anvendelser inden for materialevidenskab, biologi, og medicin.

At måle temperaturen med den molekylære rubin er meget ligetil. Det relevante sted bestråles med blåt lys, som absorberes af den molekylære rubin, der så udsender infrarød stråling ved to forskellige bølgelængder. Afhængig af temperaturen, der er mere intens emission af infrarød ved en af ​​de to bølgelængder. Temperaturen bestemmes derefter ud fra det tilsvarende intensitetsforhold mellem de to bølgelængder. "Enhver med et simpelt emissionsspektrometer kan foretage denne form for måling, " forklarede Sven Otto, en ph.d.-kandidat i Heinzes team. "Den molekylære rubin virker ved 100 grader Celsius lige så godt som ved minus 63 grader Celsius, der er i et område, der er relevant for hverdagens praksis, tilføjede Otto.

Princippet om optisk ratiometrisk temperaturmåling er ikke nyt. Imidlertid, det var tidligere umuligt at foretage målinger med kun en enkelt type fotoaktivt middel. Til dato, videnskabsmænd havde altid brug for to farvestoffer, dvs. en der producerede emission afhængig af temperatur og en anden referencefarve med emission uafhængig af temperatur. Det gjorde syntese og kalibrering meget vanskeligere. "Vores molekylære rubin, på den anden side, er simpelthen lavet af billige råvarer, og der kræves ingen yderligere referencestoffer for at måle temperatur, " sagde professor Katja Heinze. "Det kan bruges, når vi ønsker at måle temperatur uden at skulle kontakte objektet direkte som med et konventionelt termometer."