Fleksibel, Bærbar røntgendetektor kræver ikke tungmetaller

Røntgenbilleder er en hurtig og smertefri måde for læger at se inde i en person. Men strålingsdetektorer, som går under den kropsdel, der afbildes, er stive paneler, der indeholder skadelige tungmetaller, såsom bly og cadmium. Nu, forskere i ACS' Nano bogstaver rapporter om en proof-of-concept bærbar røntgendetektor fremstillet af ikke-toksiske metal-organiske rammer (MOF'er) lagdelt mellem fleksible plastik- og guldelektroder til højfølsom sensing og billeddannelse.

De fleste røntgendetektorer er integreret i store, immobile instrumenter, såsom computertomografi (kendt som CT) og mammografiudstyr, eller er stive, som de skarpkantede bidewing-detektorer, der bruges på tandlægeklinikker. Detektorer, der kan tilpasse sig afrundede kropsdele eller mug til indersiden af ​​lukkede rum, kan være gavnlige i nogle strålingsovervågnings- og medicinske billedbehandlingsapplikationer. Tidligere forskere har brugt MOF'er til fleksible strålingsdetektorer, fordi de er halvledende materialer, der reagerer på elektromagnetisk stråling ved at skabe en elektrisk strøm. Imidlertid, nogle af disse MOF'er indeholder stadig bly, ligesom de røntgendetektorer, der er i brug i øjeblikket. Så, Shuquan Chang, Shenqiang Ren og kolleger ønskede at skabe en tungmetalfri MOF til en fleksibel røntgendetektor og billedoptager.

Forskerne blandede en opløsning af nikkelchloridsalt og 2, 5-diaminobenzen-1, 4-dithiol (DABDT) i flere timer, skabe en MOF, hvor nikkel koblede DABDT-molekylerne. I de indledende tests, den nikkelholdige MOF var mere følsom end nyligt rapporterede detektorer, når den blev bestrålet med 20 keV røntgenstråler, svarende til den energi, der frigives under medicinsk diagnostisk billeddannelse. Derefter, at lave en fleksibel røntgenstrålingsdetektor, holdet lagde den nikkelholdige MOF mellem guldfilmelektroder, hvoraf den ene var på en fleksibel plastoverflade. De brugte kobberledninger til at transmittere strøm fra hver pixel i et 12x12-array og dækkede hele enheden med en silikonebaseret fleksibel polymer. Endelig, de placerede et aluminiumbogstav "H" på detektoren og bestrålede den med røntgenstråler, måling af en meget lavere strømudgang under H end under det uhindrede materiale.

Forskerne siger, at deres proof-of-concept-enhed er lovende for den næste generation af radiologisk billedbehandlingsudstyr og strålingsdetektion, når der er brug for bærbare eller fleksible enheder.