新型最薄X光成像板厚度不到10纳米

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【新唐人北京时间2021年11月30日讯】科学家制成了至今为止最薄的X射线感应材料,其成像分辨率高、速度快,研究者称未来可以“用X射线成像实时看到蛋白质及细胞的发展和移动”。

研究称这种单硫化物(SnS)感应材料的厚度还不到10纳米。作为对比,普通纸张的厚度大约是10万纳米;人们的指甲每秒钟长1纳米。在此之前,最薄的X射线感应材料厚度可以达到20~50纳米。

主要研究者之一澳大利亚莫纳什大学(Monash University)材料科学和工程学教授贾西尼亚克(Jacek Jasieniak)介绍说,这项技术意味着,将来有一天研究人员可以实时观测细胞的发展过程。

“SnS纳米片反应非常快,只要几毫秒。”他说,“扫描后几乎可以立即成像。理论上说,你可以实时看见被成像物体的变化。你可以看见细胞之间的互动,你得到的不是静态的图像,用X射线你能看见蛋白质和细胞的发展和运动。”

研究介绍说,目前X射线扫描技术大致可以分为硬性(hard X-rays)和软性(soft X-rays)两类。前者就是医院通常用于透视人体、检查骨头是否断裂及探查各种疾病的扫描技术。

后者比较不为人所知,它能量较低,可用于观测蛋白质和活体细胞。在软性X射线的某个波段内,水看起来是透明的。利用这种X射线的扫描技术就是利用了此特性进行成像。这种X射线需要用到同步加速器,比如瑞士的大型强子对撞机(LHC)那样的设备。但是要使用这些设施必须前往瑞士,这很不方便,成本也太高。

近年来,软X射线激光源的研究有所进展,无需同步加速器也可以产生这种X射线光源,成本大幅降低,而且机器是便携式,大大增加了研究人员可以用到这些设备的机会。

但是,这种设备需要配合高敏感度的X射线探测材料使用,当然成本也不能太高。这份研究发明的SnS感应材料正是这个用途。

研究称使用液态金属剥离法,造出质量高、面积大、厚度可控的材料,在软X射线光源使水透明的波段感应度很高。通过把薄层材料堆叠处理,还有希望进一步提高它的敏感度。

研究者表示,与现有的软X射线感应材料相比,此发明是一项重大突破。他们希望这项技术能打开一个新的研究领域,开发下一代高敏感度、超薄X射线感应材料。

这份研究10月27日发表于《高级功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊。

(转自大纪元/责任编辑:叶萍)

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