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  • Flessibile, il rilevatore di raggi X indossabile non richiede metalli pesanti

    Una struttura metallo-organica flessibile semiconduttiva è stata incorporata in un prototipo di rilevatore di raggi X indossabile per il monitoraggio e l'imaging delle radiazioni. Credito:adattato da Nano Letters 2021, DOI:10.1021/acs.nanolett.1c02336

    L'imaging a raggi X è un modo rapido e indolore per i medici di vedere all'interno di una persona. Ma i rilevatori di radiazioni, che vanno sotto la parte del corpo che viene ripresa, sono pannelli rigidi che contengono metalli pesanti nocivi, come piombo e cadmio. Ora, ricercatori in ACS' Nano lettere segnalare un rilevatore di raggi X indossabile proof-of-concept preparato da strutture metallo-organiche non tossiche (MOF) stratificate tra plastica flessibile ed elettrodi d'oro per il rilevamento e l'imaging ad alta sensibilità.

    La maggior parte dei rilevatori di raggi X è integrata in grandi, strumenti immobili, come la tomografia computerizzata (nota come TC) e le apparecchiature per mammografia, o sono rigidi, come i rilevatori bitewing a spigoli vivi utilizzati negli studi dentistici. I rilevatori che potrebbero conformarsi a parti del corpo arrotondate o modellarsi all'interno di spazi ristretti potrebbero essere utili in alcune applicazioni di monitoraggio delle radiazioni e di imaging medico. I ricercatori precedenti hanno utilizzato i MOF per i rilevatori di radiazioni flessibili perché sono materiali semiconduttori che rispondono alle radiazioni elettromagnetiche creando una corrente elettrica. Però, alcuni di questi MOF includono ancora piombo, proprio come i rilevatori di raggi X attualmente in uso. Così, Shuquan Chang, Shenqiang Ren e colleghi volevano creare un MOF privo di metalli pesanti per un rilevatore di raggi X e un imager flessibili.

    I ricercatori hanno mescolato una soluzione di sale di cloruro di nichel e 2, 5-diamminobenzene-1, 4-ditiolo (DABDT) per diverse ore, creando un MOF in cui il nichel ha collegato le molecole DABDT. Nelle prove iniziali, il MOF contenente nichel era più sensibile dei rivelatori recentemente riportati quando irradiato con raggi X a 20 keV, equivalente all'energia rilasciata durante la diagnostica per immagini. Quindi, per realizzare un rivelatore flessibile di radiazioni a raggi X, il team ha inserito il MOF contenente nichel tra elettrodi a film d'oro, uno dei quali era su una superficie di plastica flessibile. Hanno usato fili di rame per trasmettere la corrente da ciascun pixel di un array 12x12 e hanno coperto l'intero dispositivo con un polimero flessibile a base di silicone. Finalmente, hanno posizionato una lettera "H" di alluminio sul rivelatore e lo hanno irradiato con raggi X, misurando un'uscita di corrente molto più bassa sotto l'H che sotto il materiale senza impedimenti.

    I ricercatori affermano che il loro dispositivo di prova è promettente per la prossima generazione di apparecchiature di imaging radiologico e rilevamento delle radiazioni quando sono necessari dispositivi indossabili o flessibili.


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