8 июля Политех сообщил о разработке люминесцентных нанотермометров на основе магниевой шпинели. Это не бытовой прибор, а материал для бесконтактного измерения температуры там, где обычный датчик мешает процессу или просто не помещается.
Что именно сделали в Петербурге
Санкт-Петербургский политехнический университет 8 июля 2026 года сообщил о новой работе ученых Политеха и СПбГУ: они предложили нанотермометры на основе частиц магниевой шпинели, активированных ионами самария. Результаты опубликованы в журнале Ceramics International, который указан Политехом как издание квартиля Q1.
В центре разработки — не шкала с делениями, а светящийся порошок. По данным Политеха, частицы получились преимущественно сферическими, размером 30–50 нанометров, а рентгеновский анализ показал чистую кубическую структуру шпинели без посторонних фаз.
Почему температура на наноуровне так трудна
В обычной жизни температура кажется простой величиной: приложил термометр — получил число. В микроэлектронике, химических реакторах, энергетических установках или внутри малых биологических объектов такой подход ломается: контактный датчик может быть слишком крупным, инертным или уязвимым для среды.
Карточка проекта Российского научного фонда объясняет задачу шире: для миниатюрных электронных устройств и биологических объектов нужны бесконтактные сенсоры с субмикронным пространственным разрешением. Оптическая термометрия интересна тем, что температуру можно считывать по изменению люминесценции, не вводя в объект массивный зонд.
Как кристалл превращается в термометр
Материал работает как оптический датчик: его возбуждают светом, а затем смотрят, как меняется свечение. В статье Ceramics International описан подход с двумя люминесцентными отношениями: одно сравнивает свечение кристаллической основы и ионов самария, второе — два перехода внутри самих ионов самария.
У такого решения есть практичный смысл. Если опираться только на один световой параметр, измерение легче сбить внешними условиями: например, колебаниями мощности возбуждающего лазера. Два режима дают запас надежности: один канал лучше показывает себя в горячей зоне, другой держит широкий диапазон.
По данным статьи в Ceramics International, первый режим показал чувствительность 5,34% на кельвин в диапазоне 523–773 К. Второй режим работал в широком интервале 98–723 К с умеренной чувствительностью 0,31% на кельвин.
Самарий, шпинель и цветовая подсказка
Исследователи синтезировали серию порошков с разной концентрацией самария. Согласно сообщению Политеха, оптимальной оказалась концентрация 1 атомный процент: при дальнейшем росте доли самария люминесценция гаснет из-за переноса энергии между ближайшими ионами и последующего безызлучательного гашения на дефектах решетки.
В публикации также указано, что при возбуждении на 405 нанометрах образцы дают широкую синюю полосу около 470 нанометров и узкие линии самария в более длинноволновой области. При нагреве эти составляющие ведут себя по-разному, поэтому меняется соотношение сигналов — именно его и можно использовать для температурной калибровки.
Для грубой оценки нагрева работает даже цветовая логика. В статье описан сдвиг координат цветности образца с 98 до 773 К: материал не просто светится, а меняет характер свечения при изменении температуры.
Где это может пригодиться
Это лабораторная разработка, а не готовый прибор для покупки. Но направление хорошо понятно: такие сенсоры нужны там, где важен локальный нагрев малых объектов. РНФ в описании проекта называет среди модельных задач измерение температуры элементов печатной платы и объектов в биологической среде.
Потенциальные применения шире: контроль микро- и наноэлектроники, биомедицинские измерения, катализ, энергетика, сильные электромагнитные поля и быстродвижущиеся объекты. Для Петербурга эта работа интересна еще и как пример связки университетских лабораторий: Политех сообщил о разработке, а портал СПбГУ фиксирует публикацию в международном журнале и участие университетских исследовательских центров.
Что полезно знать петербуржцу
Если хочется понять, где рождается такая прикладная физика, Политех указывает для своего научно-исследовательского блока адрес: Санкт-Петербург, улица Политехническая, 29АФ. Это не музейная экспозиция и не публичная демонстрация прибора, поэтому идти туда «смотреть нанотермометр» без отдельного мероприятия не имеет смысла.
Следить за развитием темы лучше через научные новости Политеха, портал СПбГУ и карточки проектов РНФ. Именно там появляются даты публикаций, журналы, диапазоны измерений и сведения о том, перешла ли работа от порошков и спектров к испытаниям на реальных микроэлектронных компонентах.
Главная ценность разработки в том, что температура здесь становится видимой не через касание, а через свет. Для мира, где детали уменьшаются до нанометров, такой способ измерения может оказаться гораздо важнее привычного термометра.