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May 10, 2024

Um multi imprimível

Uma mudança radical no campo das aplicações de imagem pode estar no horizonte depois que os pesquisadores da Exciton Science demonstraram um caminho para a detecção de raios X multienergia com recursos significativamente aprimorados.

Uma mudança radical no campo das aplicações de imagem pode estar no horizonte depois que os pesquisadores da Exciton Science demonstraram um caminho para a detecção de raios X multienergia com flexibilidade e sensibilidade significativamente aprimoradas.

Desenvolvida por uma equipe da Monash University, a tecnologia é baseada em diodos imprimíveis processados ​​​​por solução, feitos com filmes finos de perovskita, um componente mais tipicamente associado a dispositivos de energia solar de próxima geração.

Os resultados do trabalhoforam publicados na prestigiada revista Advanced Materials.

Babar Shabbir, pesquisador sênior da Exciton Science e primeiro autor do artigo, disse: “Esses detectores baseados em perovskita podem fornecer tempos de resposta rápidos e oferecer altas sensibilidades para permitir detecção e geração de imagens em tempo real para fins complexos, incluindo doenças diagnósticos, detecção de explosivos e identificação de contaminação de alimentos.”

A maioria dos detectores de raios X opera em um dos dois níveis de energia diferentes – duro ou suave. Os raios X duros são usados ​​para penetrar materiais densos como ossos ou rochas, enquanto os raios X suaves são necessários para obter imagens seguras de matéria viva, como tecidos e células.

A detecção típica de energia única ocorre na região de raios X duros entre 10 e 100s de quiloelétron-volts (KeV). Enquanto isso, a detecção na janela suave pode exigir níveis de energia abaixo de 1 KeV.

Às vezes, um detector de raios X deve ser capaz de operar em ambos os níveis de energia. Por exemplo, ao procurar tumores no tecido mamário.

Os detectores de raios X multienergéticos existentes são feitos de silício e selênio e, embora possam operar em ambas as regiões, são limitados em sua sensibilidade energética e resolução espacial.

Uma alternativa promissora e potencialmente muito mais eficaz e versátil surgiu na forma de perovskitas de iodetos metálicos.

Nomeados por sua estrutura cristalina, os materiais de perovskita são baratos de criar e podem gerenciar com eficácia a intensidade de um feixe de raios X à medida que ele passa pela matéria, um processo conhecido como atenuação de raios X.

É importante ressaltar que quando a perovskita é fabricada dentro de um dispositivo de diodo, o processo de atenuação dos raios X induz a formação de cargas que podem ser efetivamente coletadas para fornecer uma assinatura da energia dos raios X e sua intensidade.

Neste novo trabalho, foi demonstrado que os detectores de raios X multienergéticos baseados em perovskita podem operar em uma ampla faixa de energia de 0,1 Kev a 10s de KeV, significativamente mais ampla do que os detectores convencionais de raios X multienergéticos existentes.

Demonstrações anteriores de dispositivos baseados em perovskita foram limitadas à detecção rígida de raios X e em pequena escala variando de milímetros a centímetros.

Esta não é apenas a primeira vez que perovskitas são usadas para detecção de raios X suaves, mas a nova abordagem também é adequada para ampliação de grandes áreas necessárias para uso comercial.

E como os detectores de perovskita serão feitos como uma película fina, eles poderão ser combinados com substratos flexíveis para desbloquear uma nova gama de formatos e tamanhos de dispositivos.

O professor Jacek Jasieniak da Monash University, investigador-chefe da Exciton Science e autor sênior do artigo, disse: “Este trabalho mostra que há uma extensão natural das perovskitas em detectores de raios X impressos. Eles deveriam ser mais baratos de fabricar e também poderiam envolver formatos de filme modificados, onde você precisa de flexibilidade inerente. Isso abre o campo para um novo conjunto de questões sobre como usar esses tipos de dispositivos.”

- Este comunicado de imprensa foi publicado originalmente no site do ARC Center of Excellence in Exciton Science