Scienziati che lavorano nella ricerca medica, biologia, studi cellulari, e per comprendere i batteri e altri agenti patogeni spesso hanno bisogno di conoscere gli aumenti e le cadute di temperatura nei sistemi su cui si concentrano. Molti processi implicano la produzione di calore e il monitoraggio di tali cambiamenti può arrivare al nocciolo della comprensione di un processo, diagnosticare una malattia o forse indagare se un farmaco, come un antibiotico, funzionerà.

Ora, Joohyun Lee e Il Doh del Korea Research Institute of Standards and Science, a Daejeon, Corea del Sud, hanno sviluppato un minuscolo dispositivo che misura variazioni di calore altrimenti non rilevabili. Descrivono il loro "chip calorimetro" nel Rivista internazionale di nanotecnologia . Il dispositivo si basa su una termopila in bismuto e alluminio e può rilevare variazioni sub-microwatt nei livelli di energia, e quindi il calore generato da sistemi su scala molto piccola come campioni di cellule o colture batteriche.

Il calorimetro a chip misura 8 x 10 millimetri e comprende quattro unità di misura identiche. Un elettrodo di platino per generare calore al centro e due termopile su entrambi i lati del riscaldatore e mantiene il dispositivo a una temperatura nota entro un intervallo di 20 millikelvin, questo è tecnicamente il forno e funge da linea di base per il sistema in modo che sia possibile rilevare qualsiasi aumento di calore da un campione. L'intero dispositivo è supportato da una membrana di nitruro di silicio dello spessore di appena 1 micrometro. "Qualsiasi generazione di calore per campione o riscaldatore nell'area della connessione interna della termopila induce una differenza di temperatura tra le connessioni esterne e interne in modo da produrre un segnale di tensione misurabile con un nanovoltmetro, " spiega la squadra.

Il calorimetro a chip potrebbe infine essere impiegato nella misurazione del calore metabolico delle cellule per la ricerca sugli antibiotici, cambiamenti nei campioni ambientali, e variazioni di temperatura associate alla malattia per la diagnosi, scrive la squadra