“溫度計”能否由薄膜或微小（微米甚至納米級）顆粒組成，在空間分辨率從厘米到微米的非常清晰的區域內實時工作，并能夠在80開爾文（零下193°C）到750開爾文（750開爾文）的寬頻帶內以極高的靈敏度測量溫度開爾文（476攝氏度）？答案是肯定的。

    近日，巴西圣保羅州的圣保羅大學（USP）和坎皮納斯大學（UNICAMP）的研究人員在實驗室里發明了這一裝置。基本上，它是一個溫度傳感器，對物體的溫度幾乎沒有任何影響。

    USP圣卡洛斯物理研究所的研究員、項目研究人員之一安東尼奧·里卡多·扎納塔說：“由于該裝置是光學的，因此有關物體溫度的信息可以在它們之間沒有直接物理接觸的情況下獲得。將激光束投射到傳感器上并觀察其響應就足夠了，通過使用探測器測量傳感器發出的光的波長，可以非常精確地確定物體的溫度。”

    當被激光脈沖激發時，傳感器-由摻雜了銩離子（Tm3+）的二氧化鈦（TiO2）組成的系統-發射波長隨環境溫度而變化的光，用非常精確的波長測量來確定這個溫度。波長每度溫度變化約2皮米（2x10-12米），光譜學可以用來檢測這種微小的波長變化。

    扎納塔說：“發射光波長的變化在80到750開爾文之間是絕對線性的，在這個溫度范圍內，這個裝置保持完整和穩定。”

    該溫度傳感器的應用范圍從識別電子設備的熱點到檢測生物體特定區域的病毒或細菌感染。

    因為它能夠測量非常寬的溫度光譜，所以它可以用于制造業——那里的溫度有時會達到非常高的水平——以及生物過程，這些過程對微小的溫度變化非常敏感。在這個階段，研究人員已經安排了一個薄膜形式的材料。理論上，這種材料可以用作任何表面的涂層，無論是平的還是彎曲的，光滑的還是粗糙的。這種材料也可以呈現為微粒或納米粒子。作為薄膜，這種材料可以小到幾平方厘米，也可以達到幾平方米，用作地面車輛、飛機或電網變壓器部件的表面涂層。作為微米或納米顆粒，它可以分散在液體介質中，同時保持固體。

    在現階段，就設備的成本和便攜性而言，對專用探測器的需求是一個限制因素。扎納塔說：“考慮到需要激光和探測器，目前相關儀器的成本很高。然而，我們相信，隨著技術的進步，將有可能制造出一種集成器件，其中包括半導體激光器、溫度傳感器和探測器。從實驗室到工業規模，可以大大降低成本。”

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