3D 프린팅된 온도계는 마이크로 스케일에서 4D 통찰력을 제공합니다.

디지털 -3D 프린팅된 열전대를 사용하면 온도와 시간에 따른 온도 변화를 매우 정확하게 측정할 수 있습니다.

연구원들은 마이크로 스케일에서 4차원(3D 공간 + 시간) 온도 측정을 가능하게 하는 3D 프린팅 마이크로 열전 장치를 개발했습니다. 이 혁신적인 방법은 약 1마이크로미터의 더 높은 공간 분해능을 제공하면서 상세한 온도장을 획득하는 과제를 해결합니다. 3D 프린팅된 자립형 열전대 프로브 네트워크는 미세 전극과 같은 미세 규모 시스템에서 줄 가열 및 증발 냉각을 연구하는 방식을 변화시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

온도 측정인 온도 측정은 물리적, 화학적, 생물학적 과정의 열역학을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 또한 의료, 기후 변화 및 기타 일상 생활 측면에서 점점 더 중요해지고 있는 마이크로 전자공학의 열 관리에도 필수적입니다. 연구원들은 특히 미세한 시스템에서 더 나은 온도 측정을 위해 온도계의 감도, 공간 분해능 및 확장성을 개선하기 위해 지속적으로 노력해 왔습니다.

열전대(TC)는 간단한 구성과 수동 작동으로 인해 시료 교란을 최소화하는 데 유리한 것으로 입증되었습니다. 그러나 높은 공간 분해능 온도 측정을 달성하기 위해 TC 장치를 소형화하는 데 어려움이 있었습니다.

지금까지 3차원 열전대 제작의 기술적 어려움으로 인해 마이크로 규모의 4차원 온도 측정은 불가능했습니다.

마이크로 열전 장치 제조에 3D 프린팅을 도입함으로써 기존 열전대가 직면한 한계를 극복했습니다. 자립형 열전대 프로브 네트워크를 만드는 데 사용되는 바이메탈 3D 프린팅은 약 1마이크로미터의 공간 분해능을 제공합니다. 이러한 발전을 통해 미세 전극 및 물 반월상 연골과 같은 미세한 주제에 대한 줄 가열 및 증발 냉각과 같은 역학을 탐색할 수 있습니다.

또한 3D 프린팅 기술은 제조 공정에서 부과되는 설계 제한을 제거하여 온칩 독립형 마이크로센서 또는 마이크로 전자 장치 개발의 길을 열어줍니다. 마이크로 스케일에서 4D 온도계를 직접 측정할 수 있는 새로운 기능은 과학 연구에서 일상 생활에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 열역학 및 열 관리 분야에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다.