打造靈活、穿戴式的X射線檢測器有望告別有毒重金屬
X射線檢測器是一種快速和無痛的方式讓醫生輕鬆可以看到人的內部。 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。 現在,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框架(MOFs)在柔性塑膠和金電極之間分層製備,用於高靈敏度感測和成像。
大多數X射線探測器被集成到大型的、不可移動的儀器中,如計算機斷層掃描(稱為CT)和乳腺攝影設備,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於密閉空間內部的檢測器在一些輻射監測和醫療成像應用中是非常有用的。
此前研究人員已經將MOFs用於柔性輻射探測器,因為它們是半導體材料,通過產生電流對電磁輻射作出反應。 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,創造了一種MOF,其中鎳與DABDT分子相連。
在最初的測試中,當用20KeV的X射線(相當於醫療診斷成像過程中釋放的能量)照射時,含鎳的MOF比最近報導的探測器更敏感。 隨後,為了製作一個靈活的X射線輻射探測器,該團隊將含鎳MOF夾在金膜電極之間,其中一個電極在一個靈活的塑膠表面上。 他們用銅線從12×12陣列的每個圖元點傳輸電流,並用矽基柔性聚合物覆蓋整個裝置。 最後,他們在檢測器上放置了一個鋁製字母 「H」。,並用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成像設備和需要可穿戴或柔性設備時的輻射檢測很有希望。