Найтонший у світі рентгенівський детектор дозволить знімати живі клітини

Група дослідників з Австралії, використовуючи найсучасніші технології нановиробництва, створила найтонший на сьогодні датчик рентгенівського випромінювання, пристрій, що перетворює енергію випромінювання в електричну або візуальну форму. За багатьма параметрами новий датчик чудово підходить для знімання структур білків і нутрощів живих клітин, до того, він має потенціал для проведення такої знімання в режимі реального часу.

Ключовим моментом у всьому цьому є один з оптоелектронних матеріалів, моносульфід олова (SnS), який вже використовується в багатьох інших областях, зокрема в сонячних батареях. Використовуючи так званий метод металевої ексфоліації, вчені отримали високоякісні листи моносульфіду олова з великою площею та рівномірною товщиною. Ретельно розрахована товщина листа матеріалу робить його особливо чутливим до «м’якого» рентгенівського випромінювання, яке має набагато меншу енергію фотона, ніж «жорстке» випромінювання, що зазвичай використовується в рентгенівських апаратах.

Більш того, в діапазоні «м’якого» рентгена знаходиться так зване «водне вікно», піддіапазон, в якому вода є абсолютно прозорою для випромінювання. Однак більшість що існує датчиків, виготовлених на базі нанокристалічних плівок і феромагнітних матеріалів, мають вкрай малу чутливість в діапазоні «водного вікна» і вони можуть використовуватися тільки в парі з синхротронами, великими та дорогими прискорювачами частинок, які можуть працювати в режимі м’якого рентгенівського випромінювання.

Зазначимо, що тонкі рентгенівські датчики, виготовлені до останнього часу, мають товщину від 20 до 50 нанометрів. Товщина плівки моносульфіду олова в новому датчику становить всього 10 нанометрів, і це обумовлює високу швидкодію, тобто. малий час відгуку датчика, який вимірюється мілісекундами.

«За допомогою нашого датчика ми можемо «подивитися» на щось і майже миттєво отримати зображення» — пишуть дослідники, — «Враховуючи високу чутливість і роздільну здатність, ми зможемо бачити різні процеси в режимі реального часу. Ми зможемо побачити взаємодію клітин живих тканин, процеси зростання білків тощо.».

У своїй подальшій роботі австралійські дослідники приступлять до виготовлення дослідного зразка датчика на основі моносульфіду олова, який матиме не один, як зараз, а безліч пікселів, влаштованих подібно до пікселів матриць звичайних камер. Основним завданням при цьому стане збереження високої чутливості, робочого та динамічного діапазону кожного пікселя майбутнього датчика. І після цього почнеться розробка закінченого пристрою, який працюватиме в діапазоні м’якого рентгена, який буде портативним і недорогим, що зробить його доступним для безлічі дослідницьких груп та організацій. Джерело