DARPA'dan Yeni Bir Buluş |
Nanometre Boyutundaki Hücrelerin Sıcaklığını Ölçmek Artık Mümkün!

DARPA (ABD Savunma Bakanlığı İleri Projeler Geliştirme Ajansı) tarafından yapılan araştırmalarla, ısı yönetimine, kimyasal tepkimelerin kontrolüne ve yeni araştırma araçlarının geliştirilmesini artık mümkün. Bu da şu anlama geliyor ki; mikroskopla zor gördüğümüz hücrelerin sıcaklarını artık ölçebileceğiz.

A- A+

21.08.2013 tarihli yazı 10464 kez okunmuştur.

Bir hücrenin sıcaklığı nasıl belirlenir? Bir doktor ofisinde bilinen termometreler, bir metrenin 30 milyonda biri büyüklüğünde olan ortalama bir insanın ten hücresine göre oldukça büyüktür. Ama yeteneği önemlidir; geliştirilen doğru teknolojiyle hücreler ve diğer nano boyuttaki yerler için sıcaklık ölçümü yapılabilir ve kontrol edilebilir hatta savunma ve tıbbi uygulamalar için yeni bir kapı açabilir. Bunlar elektronikte daha iyi ısı yönetimi, yüksek performanslı malzemelerin yapısal bütünlüğünü izleme, hücreye özgü hastalık tedavisinde ve medikal araştırmalar için yeni araçlar geliştirilmesi olabilir.

Araştırmacı bir ekip DAPRA’nın Quantum-Assisted Sensing and Readout (QuASAR) programında son zamanlarda nano boyutlarında sıcaklık ölçümü ve kontrolü için çalışıyorlar. QuASAR ekibi, Harvard Üniversitesi'nden araştırmacıların liderliğinde, “canlı bir hücre içinde nanometre ölçekli kuantum termometre” başlığı altında doğal kâğıt tekniklerini açıkladılar.

Elmas sensörler sadece 100 nanometre çapındalar. Elmas sensörleri ve sıcaklık hassasiyetiyle son derece küçük boyutu göz önüne alındığında, araştırmacılar doğru olarak bir hücrenin toplam alanının yüzde biri daha küçük alanlarda sıcaklık ölçümü yapabilirler.

QuASAR ekibi ayrıca elmas sensörler yanında bir insan hücresine altın nanopartiküller yerleştirilerek hücre içi seviyede kontrolü sağladı ve sıcaklık değişimlerinin haritasını çıkardı. 100 nanometre çaplı nanopartiküller sonra ayrı bir lazer kullanılarak ısıtılır. Araştırmacılar, Isıtma lazer gücünü ve altın nanopartiküller konsantrasyonu değiştirerek, hücrenin etrafındaki ortamı değiştiriyor ve karakterize ediyorlar (elmas sensörleri kullanarak).

Takımın buluşları birkaç potansiyel uygulamalara ve ek alanlarda yeni çalışmalara yol açabilir.

► Sıcaklık ölçme tekniği, organik ve inorganik sistemler hakkında fikir verebilir, entegre devrelerde ısı dağılımı gibi konularda bilgilendirme, kas-iskelet yenilenmesi, fiziksel zorlama veya iltihap termal özellikleri takip edilebilir.

► Yapılan teknikler 600 Kelvin sıcaklığının üstündeki sıcaklıklarda da etkili olmuştur. Bu yüzden nana boyutta, yüksek sıcaklıkta çalışan bileşenlerin bozulması veya çatlaması incelenebilir.

► Elmasın kimyasal olarak hareketsiz yapısı, kimyasal reaksiyonların izlenmesi ve kontrolü için izin verebilir.

Kaynak

►DARPA