Российские ученые создали светящиеся наночастицы, которые можно применять для высокоточных замеров сверхнизких температур. Эти наносенсоры идеально подходят для проведения бесконтактных измерений температур в открытом космосе, сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
«Подход может использоваться в космических исследованиях, поскольку температуры в космосе очень низкие, и их нельзя точно измерить привычным способом. В этом случае частицы люминофора предлагается наносить на элементы обшивки космического корабля еще на Земле, чтобы затем в космосе с их помощью проводить измерения», – говорится в сообщении.
Наносенсоры разработала группа российских физиков под руководством научного сотрудника Санкт-Петербургского государственного университета Ильи Колесникова. Наночастицы из оксидов ванадия и лютеция с вкраплениями ионов неодима обладают люминофорными свойствами: они способны поглощать падающее на них инфракрасное излучение и повторно излучать его.
Характер этого излучения, как объясняют физики, очень зависит от структуры электронных оболочек ионов неодима. Она сильно меняется даже при относительно небольших сдвигах температуры, порядка 0,1 градуса Цельсия. Это позволяет определять температуру окружающей среды по изменению спектра свечения наночастиц.
Эксперименты показали, что частицы сохраняют работоспособность при очень низких температурах, порядка минус 253 градусов Цельсия, что всего на 20 градусов выше абсолютного нуля. Это позволяет использовать «нанотермометры» в открытом космосе, а также для контроля состояния и при проведении опытов с высокотемпературными сверхпроводниками.
Как надеются ученые, дальнейшие исследования помогут им улучшить свойства наночастиц и сделают возможной их работу при еще более низких температурах. Физики надеются, что последующие версии наносенсоров будут работать при минус 268 градусах Цельсия, температуре жидкого гелия, что позволит использовать их для изучения свойств значительно большего числа сверхпроводников и космических явлений.
Источник: https://nauka.tass.ru/