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2021-11-09 16:54 |
利用先进光电材料制造出世界上最薄的X射线探测器
据New Atlas网站报道，澳大利亚的研究人员利用硫化亚锡（SnS）光电材料制造出世界上最薄的X射线探测器，它是将辐射能量转化为视觉或电子形式的部件，这种新型设备有望实现细胞生物学的实时成像。 该研究成果发表在《先进功能材料》杂志上。 :z&7W<
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这一进展是由墨尔本ARC激子科学卓越中心的研究人员提供的，并利用了一种叫做硫化亚锡（SnS）的光电材料。这种材料在其他领域已经显示出巨大的潜力，特别是在开发超薄太阳能电池方面，但通过一种新的制造技术，科学家们能够生产出高度适合X射线成像的形式。 /@"Y^
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这项技术被描述为一种基于金属的剥离方法，它使研究人员能够制造出具有大表面积和非常精确控制厚度的高质量SnS片。这反过来又使该材料对所谓的"软"X射线高度敏感，与在医院里用来给断裂的骨头成像的"硬"X射线不同，它使用较低的光子能量来检查湿的蛋白质和活细胞。 iEm ?
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一些这样的测量发生在所谓的"水窗"，这是电磁波谱的一部分，水对软X射线是透明的。然而，用于"软"X射线检测的有希望的候选材料，如纳米晶体薄膜和铁磁性薄片，在这一领域不能很好地发挥作用。尽管软X射线检测可以在同步加速器--像大型强子对撞机这样的大型、昂贵的粒子加速器中进行，但人们正在寻找更便宜、更便携，因而更容易获得的解决方案。 /mA,F;
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而这正是该团队的新型SnS纳米片可能发挥重要作用的地方。迄今为止开发的最薄的X射线探测器的厚度在20至50纳米之间，而该团队的SnS探测器的厚度不到10纳米。与同类的软X射线探测器相比，它们纤细的外形和横向尺寸在灵敏度和响应时间方面有很大的改进，而且研究作者指出，这种材料可以在整个"软"X射线光谱中进行调整，包括所谓的"水窗"。 #wY0D_3@1
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研究高级作者Jacek Jasieniak教授说：“SnS纳米片的反应非常快，在几毫秒内。你可以扫描一些东西，并几乎在瞬间得到一个图像。感应时间决定了时间分辨率。原则上，鉴于高灵敏度和高时间分辨率，你可以实时看到东西。你也许能用它来观察细胞的互动。你不只是产生一个静态的图像，你可以用X射线看到蛋白质和细胞的演变和移动。” L\%orLEmK
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尽管这一进展很有希望，但科学家们指出，在将其转化为可负担得起的、便携式软X射线系统供临床使用之前，还有很多工作要做。其中一部分涉及到对基于SnS的X射线探测器的潜力的进一步研究，以及开发一种创建图像的设备。 "%qzj93>
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研究第一作者Babar Shabbir博士说：“从长远来看，为了使其商业化，我们需要测试一个多像素的设备。在这个阶段，我们没有成像系统。但这为我们提供了一个知识平台和一个原型。” "4o=,$E=
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相关链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202105038
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