Projektbeschreibung
3D-Temperaturmapping leistet einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Nanowelt
Geräte in Nanometergröße können Temperaturänderung auf molekularer Ebene messen und sind sowohl in den grundlegenden als auch angewandten Wissenschaften von großem Nutzen. Beispielsweise können sie schnell das Überhitzen einer Mikromaschine oder die Temperatur innerhalb einer Zelle feststellen. Obwohl sie enormes Potenzial in vielen Anwendungsbereichen haben, war ihre 2D-Auflösung stets ein einschränkender Faktor, der eine unfassendere Nutzung verhinderte. Das EU-finanzierte Projekt ThermoRise wird eine Möglichkeit bereitstellen, dieses Hindernis zu umgehen, indem es lokale Nanosonden mit maßgeschneiderten magnetischen Eigenschaften entwickelt, die kritische Informationen zur lokalen Temperatur in 3D aufzeichnen. Insbesondere werden die Nanosonden die relevantesten Temperaturinformationen aufzeichnen, statt den aktuellen Temperaturwert auszulesen. Die Erfolge des Unternehmens werden die Anwendungsbereiche von Nanothermometern ausweiten und Temperaturmessungen in begrenzten Milieus und in nicht transparenten Medien ermöglichen.
Ziel
The last decades witnessed a quest for devices responding to temperature at a distance with unprecedented space resolution, approaching the nanoscale. Such devices are valuable in both fundamental and applied science, from overheat in micromachines to hyperthermia applied to cells. Despite great advances, the response is still collected in 2D. In real systems, heat flows in 3 dimensions such that 2D nanothermometers give just a plane view of a 3D reality. The restriction to 2D emerges because space resolution is bound to time and temperature resolutions, leading to a trilemma: scanning into the 3rd dimension is time consuming and cannot be achieve without losing temperature and time resolutions. While incremental improvements have been achieved in recent years, adding the 3rd dimension to nanothermometry is crucial for further impact and requires an innovative approach. Herein, I propose the development of nano local probes with tailored magnetic properties recording critical information about local temperature in 3D. These thermometric local probes avoid the resolution trilemma by recording the most relevant temperature information instead of reading the present temperature value. In many applications, including cellular hyperthermia, most part of the current temperature reading is of minor relevance and can be dropped. The key temperature information includes the maximum temperature achieved, the surpass of a given temperature threshold, and the time elapsed after this surpass. Once recorded, this key information can be read in 3D by standard devices (such as confocal microscopes and magnetic resonance imaging scanners) without time constrains and thus keeping a high space and temperature resolution. Moreover, the reading step can be performed in-situ and/or ex-situ, decoupling probes and reading devices if needed. This widens the range of applications of nanothermometers, allowing detection in confined environments and in non-transparent media.
Wissenschaftliches Gebiet
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht.
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Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-COG - Consolidator GrantGastgebende Einrichtung
3810-193 Aveiro
Portugal