מדחום בקוטר כדורית דם

ביפן פותח מדחום זעיר מצינורית פחמן * טווחי המדידה עצומים: בין 30 ל-1,000 מעלות צלזיוס

ד''ר נח ברוש

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/nanotermometer.html

חוקרים יפנים דיווחו שהצליחו לבנות מדחום זעיר שמסוגל למדוד טמפרטורות בטווח עצום: בין 30 ל-1,000 מעלות צלזיוס.

המדחום היפני בנוי מצינורית פחמן, שקוטרה 75 אלפיות המילימטר ואורכה 0.8 אלפית המ''מ – כלומר קצת יותר
מקוטר של כדורית דם אדומה של בן-אדם. כמו במדחום הרגיל, גם כאן הצינורית הזעירה מכילה נוזל, שגובהו בתוך הצינורית מציין את מידת החום. במקרה זה השתמשו בגאליום נוזלי, שמאפשר למדחום למדוד טמפרטורות גבוהות במיוחד.

עליית נוזל הגאליום בתוך הצינורית מתרחשת עקב התפשטות המתכת הנוזלית עם החום, בדיוק כמו שכספית – מתכת נוזלית אחרת – מתפשטת בצינוריות הזכוכית במדחומים הרגילים.
אולם בניגוד למדחום הרגיל, במדחום היפני לא ניתן לקרוא בעין את ציון הטמפרטורה. לצורך כך יש להצטייד במיקרוסקופ
אלקטרונים סורק, המגדיל את התמונה פי 200 אלף. קרן אלקטרונים סורקת את הצינורית, וחלק ממנה אף חודר פנימה ומוחזר מהגאליום.

החוקרים חשבו על עוד שתי תופעות שבהן צריך יהיה להתחשב: ראשית, החימום גורם גם לצינורית הפחמן להתפשט. יש להביא זאת בחשבון בעת כיול המדחום. שנית, נוזלים מסוימים מרטיבים את דפנות הצינוריות שבהן הם נמצאים, ונגרמת עלייה של הנוזל עקב תופעת הנימיות. הגאליום נבחר לשמש במדחום גם משום שהוא איננו מרטיב את פנים צינורית הפחמן ורמתו בתוך המדחום נשארת
שטוחה. למרות זאת, אפקט החימום של קרן האלקטרונים הסורקת את המדחום וקוראת את הטמפרטורה – נשאר. בעתיד מקווים החוקרים היפנים להתחשב גם בכך, ולקבל מדחום אמין מאוד.

פורסם במעריב, 17/8/03
הידען ננוטכנולוגיה

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~613774784~~~175&SiteName=hayadan