Økologiske polymerscintillatorer begejstrer røntgensamfundet

Røntgendetektion er af stor betydning i forskellige applikationer, såsom strålingsdetektion, medicinsk diagnose og sikkerhedsinspektion. En populær måde at opnå røntgendetektion på er at integrere en fotodetektor med et selvlysende materiale kaldet en scintillator, som udsender energi i form af lys. Scintillatorer kan konvertere højenergi røntgenfotoner til lavenergi synlig luminescens.

For tiden anvender røntgenscintillatorer almindeligvis uorganiske materialer eller tungmetalkomplekser. Disse scintillatorer fungerer godt, men har flere iboende ulemper, herunder toksicitet, barske forberedelsesforhold og de høje omkostninger ved sjældne metalressourcer. Det er en udfordring at udvikle nye designs til effektive, metalfri røntgenscintillatorer, men det er almindeligt anerkendt, at rene organiske scintillatorer tilbyder klare fordele i forhold til uorganiske:De er billige, fleksible og nemme at forberede. Alligevel har de seneste fremskridt inden for effektiv radioluminescens hovedsageligt fokuseret på små molekyler eller monomerer, som uundgåeligt er forbundet med problemer med processerbarhed og repeterbarhed.

Forskere fra Nanjing University of Posts and Telecommunications (NUPT, Kina) rapporterede for nylig om en effektiv strategi til fremstilling af radioluminescerende polymerscintillatorer, der udviser flere emissionsfarver. De organiske polymerer varierer i emissionsfarve fra blå til gul, med høj lysstyrke i amorf tilstand. Deres lysstyrke skyldes radikal copolymerisation af negativt ladet polyacrylsyre og forskellige positivt ladede kvaternære phosphoniumsalte. En af de opnåede polymerer (P2) udviser høj fotostabilitet under en høj røntgenbestrålingsdosis (27,35 Gy) og har en detektionsgrænse på 149 nGy s ^–1 , en ydeevne, der er overlegen i forhold til konventionelle anthracen-baserede scintillatorer.

Som rapporteret i Avanceret fotonik , brugte forskerne med succes de organiske polymere scintillatorer til røntgenstråler. Først fremstillede de en gennemsigtig scintillatorskærm, som blev opnået ved simpel dråbestøbning af disse polymere materialer på kvartspladen på grund af deres fremragende bearbejdelighed. Derefter udførte forskerne røntgenbilleder af scintillatorskærmen gennem en standard røntgentestmønsterplade for at måle den maksimalt mulige opløsning for radiografi ved hjælp af denne scintillatorskærm. De opnåede en maksimal opløsning på 8,7 linjepar (lp) mm ^-1 ved en MTF-værdi på 0,2. Disse resultater demonstrerer organiske polymerers fremragende potentiale som scintillatorskærme til røntgenbilleder af høj kvalitet.

Ifølge den tilsvarende forfatter Qiang Zhao, professor ved NUPT Institute of Advanced Materials and State Key Laboratory of Organic Electronics and Information Displays, "Denne generelle og ligefremme tilgang til design af metalfrie, amorfe polymere scintillatorer med flerfarvet radioluminescens til røntgen i høj opløsning billeddannelse er en milepæl, der markerer starten på en ny forskningsvej for billige, fleksible radioluminescerende polymere materialer. Vi forventer, at designstrategien vil blive bredt vedtaget af materialevidenskab, fotonik, optoelektronik og biobilleddannelse." + Udforsk yderligere

Nanocomposite giver billed-perfekt røntgenoptagelse