大阪大學的研究人員使用一個微型“溫度計”直接監測離子通過納米孔時的溫度變化，這可能導致更有效的DNA測序技術。來自大阪大學SANKEN（科學與工業研究所）的科學家們使用一個熱電偶測量了離子流通過納米孔時的熱效應。他們發現，在大多數條件下，正如歐姆定律所預測的那樣，電流和加熱功率都隨着施加的電壓而變化。這項工作可能會帶來更先進的納米級傳感器。
納米孔是膜上的微小開口，小到只有一條DNA鏈或病毒顆粒可以通過，是一個令人興奮的構建傳感器的新平台。通常，在膜的兩面之間施加電壓，以吸引待分析的物質通過納米孔。同時，溶液中的帶電離子可以被輸送，但它們對溫度的影響還沒有被廣泛研究。對這些離子引起的熱效應的直接測量有助於使納米孔作為傳感器更加實用。
現在，大阪大學的一個研究小組創造了一個由金和鉑納米線製成的熱電偶，其接觸點大小僅有100納米，可作為溫度計。它被用來直接測量懸浮在硅片上的40納米厚的薄膜上切割的納米孔旁邊的溫度。
當電能通過電線中的電阻轉化為熱量時，就會發生焦耳加熱。這種效應發生在烤麵包機和電爐中，可以認為是電子與電線的核碰撞時產生的非彈性散射。在納米孔的情況下，科學家們發現熱能的耗散與離子流的動量成正比，這與歐姆定律的預測相一致。當研究一個300納米大小的納米孔時，研究人員記錄了磷酸鹽緩衝鹽水的離子電流作為應用電壓的函數。研究第一作者Makusu Tsutsui說：“我們在廣泛的實驗條件下展示了近乎歐姆的行為。”
對於較小的納米孔，加熱效果變得更加明顯，因為來自較冷一側的液體能夠通過以平衡溫度。因此，加熱可能造成不可忽視的影響，在標準操作條件下，納米孔會出現幾度的溫度上升。“我們期望開發出新型的納米孔傳感器，不僅可以識別病毒，而且可能同時能夠使其失活，”資深作者 Tomoji Kawai說。研究人員提出了加熱可以帶來好處的其他情況–例如，防止納米孔被聚合物堵塞，或分離被測序的DNA鏈等。