دماسنج روی تراشه، ابزاری برای سنجش دقیق دما در محیط های زیستی

تاریخ : ۳۱ فروردین ۱۳۹۹

تعداد بازدید : ۷۴۶

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران دماسنج روی تراشه ای ساختند که قابلیت اتصال به سامانه های زیستی را دارد. این تراشه از حساسیت بسیار بالایی برخوردار است.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه اکسفورد، دانشگاه صنعتی دلفت و شرکت IBM در زوریخ نشان دادند که می‌توان حسگری از جنس گرافن حساس به دما ساخت. این یافته‌ها قابل استفاده در طراحی و ساخت ترموکوپل‌های بسیار حساس است، قطعاتی که می‌توانند با نانوادوات و حتی سلول‌های زنده ترکیب شوند.

این حسگر روی تراشه قابل تولید انبوه بوده و همچنین قابل اعتماد برای نصب روی ادوات‌نانومقیاس است، ادواتی که برای مدیریت پردازنده‌های کامپیوتری به منظور توزیع گرما ضروری هستند. به کار گیری چنین حسگرهای در پردازنده‌ها موجب می‌شود تا دما از نقطه بحرانی عبور نکنده و در عین حال با فیدبک‌گیری از سیستم می‌توان کنترل روی شرایط دمایی سامانه‌های محاسباتی داشت.

بخش مدیریت حرارتی می‌تواند توزیع مجدد بار حرارتی را از طریق خنک‌کننده نقطه‌ای یا توزیع بار انجام دهد، به عنوان مثال در سامانه‌های محاسباتی چندهسته‌ای، این سیستم حسگری موجب اجتناب از نقطه داغ روی هسته‌ها شده و عمر دستگاه را افزایش می‌دهد، همچنین موجب کاهش مصرف انرژی می‌شود. این حسگرهای دما باید دقیق بوده و کمینه مقدار انرژی را مصرف کنند.

پژوهشگران این پروژه نشان دادند که می توان از گرافن برای ساخت حسگردمایی استفاده کرد. آنها یک ورق با ضخامت اتمی از جنس کربن را به شکل U در آورده و وری گرافن الگو ایجاد کردند. آنها با تنظیم دقیق شکل هندسی لبه‌های گرافن و بهره‌گیری صحیح از پارش الکترون در این لبه‌ها، حساسیت دماسنج را حداکثر مقدار خود رساندند.

این نتایج می‌تواند راه را برای طراحی ترموکوپل‌های بسیار حساس بازر کند، ترموکوپل‌هایی که با ساختار واندروالس و مدارهای گرافنی ترکیب شده‌اند. علاوه‌براین، به دلیل طبیعت زیست‌خنثی بودن گرافن و پایداری آن در شرایط مختلف، از این ترموکوپل‌ها می‌توان به عنوان حسگر دما در محیط‌های خشن یا حساس مانند داخل سلول و سایر سیستم‌های زنده استفاده کرد.

 ترموکوپل‌های تجاری که پیش از این ساخته شده حساسیت کمی و ضخامت بالایی دارند در حالی که این سامانه جدید از حساسیت بالا و ابعاد کوچکی برخوردار است.

منبع : https://phys.org/news/2020-04-tiny-self-powered-temperature-sensors.html

نظر شما