اندازه گیری نانوفوتونیکی دمای محیط جلبک کلرلا با استفاده از نانوذرات تبدیل افزایشی فرکانس

دما یکی از مهم ترین متغیرهایی است که عموما در انواع فرآیندهای زیستی و صنعتی، کنترل و اندازه گیری می شود. از این رو نیاز به روش های اندازه گیری دقیق تر، پیوسته و آنی در زمینه های صنعتی و پزشکی احساس می شود. یکی از فناوری های جدید دماسنجی که مورد توجه زیادی قرار گرفته است، اندازه گیری نانوفوتونیکی دما بر اساس تابش فوتولومینسانس نانوتابشگرهای لانتانیدی است که امکان دماسنجی از راه دور و به صورت غیرتماسی را ایجاد می کند. از ویژگی های قابل توجه این نانوتابشگرها می توان به پایداری تابشی بالا، امکان تحریک چند فوتونی و طیف تابشی باریک اشاره کرد. در این پژوهش اندازه گیری نانوفوتونیکی دمای محیط جلبک از راه دور با استفاده از نانوتابشگرهای لانتانیدی مورد بررسی قرار می گیرد. جلبک استفاده شده در این پژوهش از نوع کلرلا است که کشت آن به دلیل کاربردهایی همچون تامین سوخت تجدیدپذیر، مکمل های غذایی و کاهش آلاینده ها مورد توجه صنایع مختلف است. در رشد و تکثیر این میکروجلبک ها دما پارامتر مهمی است و از این رو اندازه گیری و کنترل پیوسته و آنی آن دارای اهمیت است. برای اندازه گیری دمای محیط جلبک از نانوذرات تبدیل افزایشی nayf4:yb+3, er+3 در ماتریس پلی استایرن استفاده می شود تا به صورت فیلم نانوکامپوزیتی درآیند. با افزایش دمای محیط جلبک طیف تابشی فیلم نانوکامپوزیتی مورد بررسی قرار می گیرد و نشان داده می شود که این نانوتابشگرها امکان اندازه گیری پیوسته و آنی فراهم را می آورند.

Nanophotonic Temperature Measurements in an Algae Medium Using Upconversion Nanoparticles

Temperature is one of the most important variables that is usually monitored and measured in many biological and industrial processes. Therefore there is a demand for more accurate, continuous and real-time technologies in different industrial and medical fields. One of the new technologies that has gained considerabale attention is nanophotonic thermometry based on photoluminescence of lanthanide nanoemitters that is a noncontact method. These nanoemitters have remarkable features such as high photostability, multiphoton excitation and narrow emission profile. In this study the remote nanophotonic temperature sensing of algae medium using lanthanide nanoemitters is investigated. The microalgae used in this study is Chlorella which its cultivation is noteworthy for different industries because of providing reproducible fuel, nutritional supplements and reducing pollutants. Temperature is a key parameter in growth and reproduction of these microalgae and hence continuous and real-time measurements and monitor of this parameter is important. Upconversion nanoparticles used for the temperature sensing of algae medium is NaYF4:Yb+3, Er+3 that is doped in polystyrene matrix for fabrication of nanocomposite film. By increasing the temperature of algae medium, the spectrum emission of nanocomposite film is investigated and it is demonstrated that these nanoemitters are suitable for continuous and real-time measurements.