Varmekontrol på en chip:Nanoskala-chip kan registrere temperaturændringer under mikro-watt

Forskere, der arbejder inden for medicinsk forskning, biologi, cellulære undersøgelser, og for at forstå bakterier og andre patogener ofte brug for at vide om temperaturstigninger og fald i de systemer, de fokuserer på. Mange processer involverer varmeproduktion og sporing af disse ændringer kan komme til kernen i at forstå en proces, diagnosticere en sygdom eller måske undersøge, om et lægemiddel, såsom et antibiotikum, vil arbejde.

Nu, Joohyun Lee og Il Doh fra Korea Research Institute of Standards and Science, i Daejeon, Sydkorea, har udviklet en lille enhed, der måler ellers uopdagelige varmeændringer. De beskriver deres "chip -kalorimeter" i International Journal of Nanotechnology . Enhederne er baseret på en termopil fremstillet af vismut og aluminium og kan registrere ændringer under energimængderne under og dermed varmen, der genereres af systemer i meget lille skala, såsom celleprøver eller bakteriekulturer.

Chipkalorimeteret måler 8 x 10 millimeter og omfatter fire identiske måleenheder. En platinelektrode til at generere varme i midten og to termopiler på begge sider af varmelegemet og holder enheden ved en kendt temperatur inden for et område på 20 millikelvin, dette er teknisk ovnen og fungerer som en grundlinje for systemet, så enhver varmestigning fra en prøve kan detekteres. Hele enheden understøttes på en membran af siliciumnitrid, der kun er 1 mikrometer tyk. "Enhver varmeproduktion ved prøve eller varmelegeme i området for den indre termopilforbindelse inducerer temperaturforskel mellem de ydre og de indre forbindelser, så det producerer spændingssignal, der kan måles med et nanovoltmeter, "forklarer teamet.

Chipkalorimeteret kan i sidste ende bruges til at måle metabolisk varme i celler til antibiotikaforskning, ændringer i miljøprøver, og temperaturændringer forbundet med sygdom til diagnose, skriver teamet.