Detectores de rayos X imprimibles gneran un cambio radical en aplicaciones de imágenes

Los rayos X duros se utilizan para penetrar sustancias densas, como huesos o rocas, mientras que los rayos X blandos son necesarios para obtener imágenes de materia viva, como tejidos y células, de forma segura. Por lo general, la detección de energía única ocurre en el rango de rayos X duros de 10 a cientos de kiloelectronvoltios (KeV). Para la detección en la ventana blanda, pueden ser necesarios niveles de energía por debajo de 1 KeV. Ocasionalmente, un detector de rayos X debe ser capaz de funcionar en ambos niveles de energía. Considere el caso de la búsqueda de tumores en el tejido mamario. Los detectores de rayos X multienergía disponibles actualmente, construidos con silicio y selenio, pueden funcionar en ambas regiones, pero su sensibilidad energética y resolución espacial están restringidas. Una alternativa prometedora con mayor efectividad y versatilidad ahora está disponible en forma de perovskitas de halogenuros metálicos.

El campo de las aplicaciones de imágenes podría presenciar un avance significativo luego de la demostración de un camino hacia la detección de rayos X de multienergía con mayor flexibilidad y sensibilidad por parte de investigadores de Exciton Science (Melbourne, VIC, Australia). Desarrollada por un equipo de la Universidad Monash (Melbourne, VIC, Australia), la tecnología se basa en diodos imprimibles procesados en solución fabricados utilizando películas delgadas de perovskita, un componente generalmente asociado con dispositivos de energía solar de próxima generación.

Los materiales de perovskita son conocidos por su estructura cristalina y pueden regular la intensidad de los haces de rayos X que atraviesan la materia. También son rentables de producir. Cuando se incorpora perovskita a un dispositivo de diodo, el proceso de atenuación de rayos X crea cargas que se pueden recolectar para determinar la energía y la intensidad de los rayos X. Las últimas investigaciones han demostrado que un detector de rayos X multienergía basado en perovskita puede funcionar en una amplia gama de energías, desde 0,1 KeV hasta decenas de KeV, superando las capacidades de los detectores de rayos X multienergía tradicionales. Este descubrimiento de tecnología tiene el potencial de revolucionar el campo de las aplicaciones de imagen.

Anteriormente se había demostrado que los dispositivos basados en perovskita detectan rayos X duros a pequeña escala, que van desde milímetros a centímetros. Por primera vez, los investigadores han utilizado con éxito perovskitas para la detección de rayos X blandos, con el potencial de escalar a grandes áreas para aplicaciones comerciales. Además, dado que los detectores de perovskita se pueden producir como una película delgada, se pueden integrar con sustratos flexibles, abriendo posibilidades para nuevas formas y tamaños de dispositivos.

“Estos detectores basados en perovskita pueden proporcionar tiempos de respuesta rápidos y ofrecer alta sensibilidad para permitir la detección y la obtención de imágenes en tiempo real para fines complejos, incluidos el diagnóstico de enfermedades, la detección de explosivos y la identificación de la contaminación de alimentos”, dijo el Dr. Babar Shabbir, investigador senior en Exciton Science y primer autor del estudio.

"Este trabajo muestra que hay una extensión natural de las perovskitas en los detectores de rayos X impresos", agregó el profesor Jacek Jasieniak de la Universidad Monash, investigador jefe de Exciton Science y autor principal del estudio. “Deberían ser más baratos de fabricar y también podrían involucrar factores de forma de película modificados, donde se necesita una flexibilidad inherente. Esto abre el campo a un nuevo conjunto de preguntas sobre cómo usar este tipo de dispositivos”.

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Exciton Science
Universidad Monash