Termômetros impressos em 3D fornecem uma visão 4D em microescala

Digitais -Os termopares impressos em 3D permitem uma medição muito precisa da temperatura e das mudanças de temperatura ao longo do tempo

Os pesquisadores desenvolveram um dispositivo microtermelétrico impresso em 3D, permitindo termometria quadridimensional (espaço 3D + tempo) em microescala. Este método inovador aborda os desafios na aquisição de campos de temperatura detalhados, ao mesmo tempo que oferece uma resolução espacial mais alta de aproximadamente um micrômetro. As redes de sondas termopares independentes impressas em 3D têm o potencial de transformar a maneira como estudamos o aquecimento Joule e o resfriamento evaporativo em sistemas de microescala, como microeletrodos.

A termometria, a medição da temperatura, desempenha um papel vital na compreensão da termodinâmica dos processos físicos, químicos e biológicos. É também essencial na gestão térmica da microeletrónica, que é cada vez mais importante nos cuidados de saúde, nas alterações climáticas e noutros aspectos da vida quotidiana. Os pesquisadores têm trabalhado continuamente para melhorar a sensibilidade, resolução espacial e escalabilidade do termômetro para melhores medições de temperatura, especialmente em sistemas microscópicos.

Os termopares (TC) provaram ser vantajosos por sua configuração simples e operação passiva, proporcionando perturbação mínima da amostra. No entanto, tem havido desafios na miniaturização de dispositivos TC para obter termometria de alta resolução espacial.

Até agora, a termometria quadridimensional em microescala não foi possível devido aos desafios tecnológicos na fabricação de termopares em três dimensões.

A introdução da impressão 3D na fabricação de dispositivos microtermelétricos superou as limitações enfrentadas pelos termopares tradicionais. A impressão 3D bimetálica usada na criação de redes de sondas termopares independentes oferece uma resolução espacial de aproximadamente um micrômetro. Este avanço permite a exploração de dinâmicas, como aquecimento Joule e resfriamento evaporativo, em assuntos de microescala, como microeletrodos e meniscos de água.

Além disso, a tecnologia de impressão 3D elimina as restrições de design impostas pelos processos de fabricação, abrindo caminho para o desenvolvimento de microssensores independentes ou dispositivos microeletrônicos no chip. A nova capacidade de medir diretamente a termometria 4D em microescala tem o potencial de revolucionar o campo da termodinâmica e do gerenciamento térmico em diversas aplicações, desde a pesquisa científica até a vida cotidiana.