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May 10, 2024

Un multi imprimible

Un cambio radical en el campo de las aplicaciones de imágenes podría estar en el horizonte después de que los investigadores de Exciton Science demostraran una ruta hacia la detección de rayos X multienergía con niveles significativamente mejorados.

Un cambio radical en el campo de las aplicaciones de imágenes podría estar en el horizonte después de que los investigadores de Exciton Science demostraran una ruta hacia la detección de rayos X de energía múltiple con una flexibilidad y sensibilidad significativamente mejoradas.

Desarrollada por un equipo de la Universidad de Monash, la tecnología se basa en diodos imprimibles procesados ​​en solución fabricados con películas delgadas de perovskita, un componente más típicamente asociado con dispositivos de energía solar de próxima generación.

Los resultados del trabajo.han sido publicados en la prestigiosa revista Advanced Materials.

El Dr. Babar Shabbir, investigador senior de Exciton Science y primer autor del artículo, dijo: "Estos detectores basados ​​en perovskita pueden proporcionar tiempos de respuesta rápidos y ofrecer altas sensibilidades para permitir la detección e imágenes en tiempo real para propósitos complejos, incluidas enfermedades". diagnósticos, detección de explosivos e identificación de contaminación de alimentos”.

La mayoría de los detectores de rayos X funcionan en uno de dos niveles de energía diferentes: dura o blanda. Los rayos X duros se utilizan para penetrar materiales densos como huesos o rocas, mientras que los rayos X blandos son necesarios para obtener imágenes de forma segura de materia viva, como tejidos y células.

La detección típica de energía única tiene lugar en la región de rayos X duros de entre 10 y 100 kiloelectrones voltios (KeV). Mientras tanto, la detección en la ventana suave puede requerir niveles de energía inferiores a 1 KeV.

A veces, un detector de rayos X debe poder funcionar en ambos niveles de energía. Por ejemplo, cuando se buscan tumores dentro del tejido mamario.

Los detectores de rayos X multienergía existentes están fabricados con silicio y selenio y, aunque pueden funcionar en ambas regiones, tienen una sensibilidad energética y una resolución espacial limitadas.

Ha surgido una alternativa prometedora y potencialmente mucho más eficaz y versátil en forma de perovskitas de haluro metálico.

Los materiales de perovskita, llamados así por su estructura cristalina, son económicos de crear y pueden gestionar eficazmente la intensidad de un haz de rayos X a medida que atraviesa la materia, un proceso conocido como atenuación de rayos X.

Es importante destacar que cuando la perovskita se fabrica dentro de un dispositivo de diodo, el proceso de atenuación de rayos X induce la formación de cargas que pueden recolectarse de manera efectiva para proporcionar una firma de la energía de rayos X y su intensidad.

En este nuevo trabajo, se ha demostrado que los detectores de rayos X multienergía basados ​​en perovskita pueden funcionar en un amplio rango de energía desde 0,1 Kev hasta 10 KeV, significativamente más amplio que los detectores de rayos X multienergía convencionales existentes.

Las demostraciones anteriores de dispositivos basados ​​en perovskita se limitaron a la detección de rayos X duros y a pequeña escala, desde milímetros a centímetros.

Esta no solo es la primera vez que se utilizan perovskitas para la detección de rayos X suaves, sino que el nuevo enfoque también es adecuado para ampliar a las grandes áreas necesarias para uso comercial.

Y como los detectores de perovskita se fabricarán como una película delgada, podrían combinarse con sustratos flexibles para desbloquear una nueva gama de formas y tamaños de dispositivos.

El profesor Jacek Jasieniak de la Universidad de Monash, investigador jefe de Exciton Science y autor principal del artículo, dijo: “Este trabajo muestra que existe una extensión natural de las perovskitas en los detectores de rayos X impresos. Deberían ser más baratos de fabricar y también podrían implicar factores de forma de película modificados, donde se necesita una flexibilidad inherente. Abre el campo a un conjunto completamente nuevo de preguntas sobre cómo utilizar este tipo de dispositivos”.

- Este comunicado de prensa se publicó originalmente en el sitio web del Centro de Excelencia en Ciencias Exciton del ARC.