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打造靈活、可穿戴的X射線檢測器有望告別有毒重金屬

2021-08-04 20:56 · 稿源: cnbeta

X射線檢測器是一種快速和無痛的方式讓醫(yī)生輕松可以看到人的內(nèi)部。但是在被成像的身體部位下面的輻射檢測器,是含有有害重金屬(如鉛和鎘)的剛性面板?,F(xiàn)在,ACS《納米快報》的研究人員報告了一種概念驗證的可穿戴式X射線探測器,該探測器由無毒的金屬有機(jī)框架(MOFs)在柔性塑料和金電極之間分層制備,用于高靈敏度傳感和成像。

大多數(shù)X射線探測器被集成到大型的、不可移動的儀器中,如計算機(jī)斷層掃描(稱為CT)和乳腺攝影設(shè)備,也廣泛運用在牙科診所中使用的尖銳邊緣的咬合探測器。能夠符合圓形身體部位或成型于密閉空間內(nèi)部的檢測器在一些輻射監(jiān)測和醫(yī)療成像應(yīng)用中是非常有用的。

此前研究人員已經(jīng)將MOFs用于柔性輻射探測器,因為它們是半導(dǎo)體材料,通過產(chǎn)生電流對電磁輻射作出反應(yīng)。然而,這些MOFs中的一些仍然包括鉛,就像目前使用的X射線探測器。因此,Shuquan Chang, Shenqiang Ren及其同事希望為柔性X射線探測器和成像儀創(chuàng)造一種不含重金屬的MOF。

研究人員將氯化鎳鹽和2,5-二氨基苯-1,4-二硫醇(DABDT)的溶液混合了幾個小時,創(chuàng)造了一種MOF,其中鎳與DABDT分子相連。

在最初的測試中,當(dāng)用20KeV的X射線(相當(dāng)于醫(yī)療診斷成像過程中釋放的能量)照射時,含鎳的MOF比最近報道的探測器更敏感。隨后,為了制作一個靈活的X射線輻射探測器,該團(tuán)隊將含鎳MOF夾在金膜電極之間,其中一個電極在一個靈活的塑料表面上。他們用銅線從12×12陣列的每個像素點傳輸電流,并用硅基柔性聚合物覆蓋整個裝置。最后,他們在檢測器上放置了一個鋁制字母 "H",并用X射線照射它,測量出在 "H "下面的電流輸出比在無阻礙的材料下要低得多。

研究人員說,他們的概念驗證裝置對下一代放射學(xué)成像設(shè)備和需要可穿戴或柔性設(shè)備時的輻射檢測很有希望。

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