ساخت نانودماسنج با قدرت اندازه‌گیری ۱٫۸ میلی‌کلوین

پژوهشگران دانشگاه هاروارد موفق به ساخت نانودماسنجی شدند که از آن می‌توان برای تعیین دمای سلول‌های زنده استفاده کرد. در این دستگاه از نانوبلورهای الماس استفاده شده است. این دستگاه مجهز به یک نانوسیم بوده که به درون سلول زنده وارد می‌شود و در نهایت تغییر دما را تا ۱٫۸ میلی کلوین شناسایی می‌کند. اگر این دستگاه بهبود پیدا کند قادر به اندازه‌گیری پدیده‌های حساس به دما در سلول زنده خواهد بود و حتی می‌توان از آن برای درمان سرطان استفاده کرد.

رهبر این پژوهش میخائیل لوکین از دانشگاه هاروارد است که نتایج یافته‌های خود را در نشریه Nature به چاپ رسانده است. در این پروژه از مراکز حفره نیتروژنی در ساختار الماس استفاده شده است. این حفره‌ها زمانی ایجاد می‌شوند که دو اتم کربن مجاور هم از ساختار الماس حذف شده و به جای آن اتم‌های نیتروژن قرار ‌گیرند.

حالت پایه مراکز حفره نیتروژنی دارای دو سطح انرژی است که اختلاف انرژی میان آنها به فرکانس انتقال شهرت دارد. زمانی که الماس گرم یا سرد می‌شود فرکانس انتقال حفره تغییر می‌کند. با استفاده از طیف‌سنجی فلورسانس می‌توان این تغییر اندک در فرکانس را شناسایی کرد. از آنجایی که الماس هدایت گرمایی خوبی دارد بنابراین می‌توان گفت که الماس هم‌دمای سلول مورد نظر است.
پیتر مایر از محققان این پروژه می‌گوید از انجایی که ابعاد مراکز حفره بسیار کوچک هستند بنابراین می‌توان در الماسی با ضخامت چند ده اتمی این مراکز را ایجاد کرد و از آن برای اندازه‌گیری دما استفاده نمود. از آنجایی که ابعاد سلول در حدود چند میکرون است این دماسنج می‌تواند برای اندازه‌گیری دمایِ بخش‌های مختلف سلول مورد استفاده قرار گیرد.

پژوهشگران از این دماسنج برای اندازه‌گیری دمای سلول استفاده کردند، نتایج نشان داد که در محدوده ۲۰۰ نانومتری، این دماسنج دمایی در حد ۱٫۸ میلی کلوین را رصد می‌کند.

در پژوهشی دیگر، محققان نانوذرات طلا را به نوک این دماسنج متصل کرده و وارد سلول کردند، سپس با تابش لیزر به نانوذرات طلا از آن به عنوان منبع ایجاد گرما استفاده کردند. با این گرما می‌توان سلول را از بین برد. این روش برای از بین بردن تومورهای سرطانی مناسب است.