科研人員開發了一種高靈敏度、可打印的X射線檢測器，它可以在廣泛的能量水平上運行，不起眼的X射線診斷技術可能已經得到了久違的升級。X射線是具有短波長和非常高頻率的高能量光子，自1896年以來一直被用作醫療診斷工具。X射線通常以其最大能量來描述，由電極之間的電壓決定。

輻射輸送的能量被X射線探測器轉換成視覺或電子形式，大多數X射線探測器在硬或軟兩種能量水平中的一種運行。那些具有高光子能量–超過5至10千電子伏特（keV）–被稱為”硬X射線”，並被廣泛用於醫學放射學，因為它們可以穿透像骨骼這樣的緻密材料。”軟X射線”通常具有低於1千伏的能量水平，用於對組織和細胞等生物物質進行成像。

有時，X射線探測器必須跨越這兩個能量級別進行工作，例如在尋找乳腺組織中的腫瘤時。現有的由矽和硒製成的探測器可以在硬窗和軟窗中工作，但它們的能量靈敏度和空間分辨率–區分附近兩個物體的能力是有限的。

由澳大利亞墨爾本莫納什大學的研究人員領導的一個團隊，利用通常用於下一代太陽能設備相關的技術，開發了一種高靈敏度、多能量的X射線探測器。研究人員發現，金屬鹵化物過氧化物是矽和硒的一種有效、通用的替代物，因為它們可以在X射線束穿過物質時管理其強度，這一過程稱為X射線衰減。

過氧化物是一種天然存在的礦物，其晶體結構與鈣鈦礦相同。它以前被用於僅限於小規模的硬X射線檢測的研究中，但這是第一次使用過氧化鈣來測試軟X射線檢測。

在目前的研究中，研究人員通過在一個二極管裝置內打印一層過氧化物薄膜來創建X射線探測器。他們發現，基於過氧化物的探測器在從0.1千伏到幾十千伏的廣泛能量範圍內運行，這比現有的多能量X射線探測器要寬得多。

由於這些探測器是作為薄膜製成的，它們可以與柔性基底結合，以產生一系列的設備形狀和尺寸。柔性X射線探測器可用於符合圓形的身體部位，或被塑造成適合狹窄的空間。

“這項工作展示了過氧化物有一個自然的延伸到印刷的X射線探測器，”該研究的通訊作者Jacek Jasieniak說。”它們的製造成本更低，而且還可能涉及修改薄膜的形式因素，在那裡你需要固有的靈活性。”

研究人員預見到這些新開發的X射線探測器在現實世界中有廣泛的用途。

該研究的主要作者Babar Shabbir說：”這些基於過氧化物的探測器可以提供快速反應時間，並提供高靈敏度，以實現實時檢測和成像的複雜目的，包括疾病診斷、檢測爆炸物和識別食品污染。”

該研究報告發表在《先進材料》雜誌上。