奈米溫度計

Original publish date:Mar 10, 2002

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日本研究人員設計了世界上最小的、由單一碳奈米管構成的奈米溫度計(nanothermometer)，可以量測分子反應時的溫度變化。

由日本茨城國立材料科學學院的Yihua Gao與Yoshio Bando所設計的奈米溫度計，其長度10微米約為頭髮直徑的十分之一，直徑則僅為75奈米。研究人員在碳奈米管內充填液態鎵，鎵的熔點為29.8℃，由於鎵的體積在攝氏50度到500 度間會隨著溫度呈線性變化，因此當此種奈米溫度計置於一個微小的區域時，由鎵的體積改變量即可以推測溫度的變化。

奈米溫度計非常敏感，因此可以量測到一小群的分子互相反應時的溫度變化，當然奈米溫度計需要用到高功率的電子顯微鏡來觀測。Bando認為此種奈米溫度計可以應用在醫學工程研究上，例如更精確的研究雷射如何燒穿皮膚以及其他的身體組織。

芬蘭的科學家也在研究奈米溫度計，不過他們係使用奈米等級隧道接面(nanoscale tunnel junctions)的庫倫阻絕(Coulomb blockade)效應來製造奈米溫度計，不同於日本研究人員所使用的充填液態鎵碳奈米管。

參考來源：

• NewScientist, Nanothermometer takes molecular temperatures, February 7, 2002
• ScientificAmerican, Scientists Create Carbon Nanothermometer, February 7, 2002
• Yihua Gao, Yoshio Bando, Nature 415, 599,2002

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