Los termómetros impresos en 3D brindan una visión 4D a microescala

digitales-Los termopares impresos en 3D permiten una medición muy precisa de la temperatura y los cambios de temperatura en el tiempo

Los investigadores han desarrollado un dispositivo microtermoeléctrico impreso en 3D, que permite la termometría cuatridimensional (espacio + tiempo 3D) a microescala. Este método innovador aborda los desafíos de adquirir campos de temperatura detallados y al mismo tiempo ofrece una resolución espacial más alta de aproximadamente un micrómetro. Las redes de sondas de termopar independientes impresas en 3D tienen el potencial de transformar la forma en que estudiamos el calentamiento Joule y el enfriamiento por evaporación en sistemas a microescala, como los microelectrodos.

La termometría, la medición de la temperatura, juega un papel vital en la comprensión de la termodinámica de los procesos físicos, químicos y biológicos. También es esencial en la gestión térmica de la microelectrónica, que son cada vez más importantes en la atención sanitaria, el cambio climático y otros aspectos de la vida diaria. Los investigadores han estado trabajando continuamente para mejorar la sensibilidad, la resolución espacial y la escalabilidad del termómetro para obtener mejores mediciones de temperatura, particularmente en sistemas microscópicos.

Los termopares (TC) han demostrado ser ventajosos por su configuración simple y operación pasiva, proporcionando una alteración mínima de la muestra. Sin embargo, ha habido desafíos a la hora de miniaturizar los dispositivos TC para lograr una termometría de alta resolución espacial.

Hasta ahora, la termometría de cuatro dimensiones a microescala no ha sido posible debido a los desafíos tecnológicos en la fabricación de termopares en tres dimensiones.

La introducción de la impresión 3D en la fabricación de dispositivos microtermoeléctricos ha superado las limitaciones que enfrentan los termopares tradicionales. La impresión 3D bimetálica utilizada para crear redes de sondas de termopares independientes ofrece una resolución espacial de aproximadamente un micrómetro. Este avance permite la exploración de dinámicas, como el calentamiento Joule y el enfriamiento por evaporación, en sujetos a microescala como microelectrodos y meniscos de agua.

Además, la tecnología de impresión 3D elimina las restricciones de diseño impuestas por los procesos de fabricación, allanando el camino para el desarrollo de microsensores o dispositivos microelectrónicos independientes en chips. La nueva capacidad descubierta para medir directamente la termometría 4D a microescala tiene el potencial de revolucionar el campo de la termodinámica y la gestión térmica en diversas aplicaciones, desde la investigación científica hasta la vida cotidiana.