توسط محققان موسسه تکنولوژی ماساچوست انجام شد؛

بهبود در کیفیت اشعه ایکس

با تبدیل اشعه ایکس به نور توسط مواد با مقیاس نانو می توان سیگنال دهی آن را افزایش داد و کیفیت را بهبود بخشید.

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری؛ تابش الکترومغناطیسی که از توانایی خوبی برخوردار باشد اشعه ایکس نام دارد که به دو دسته سخت و نرم دسته بندی شده اند. تنها تفاوت این دو دسته در منبع تولید کننده آن هاست. اشعه ایکس سخت توسط واکنش های هسته ای و اشعه ایکس نرم در نتیجه شتاب دهی به الکترون ها تولید می شوند. طول موج اشعه ایکس نرم حدود ۱۰ نانومتر و طول موج اشعه ایکس سخت حدود ۱۰۰ پیکومتر است. اشعه ایکس نرم بین امواج فرابنفش و گاما و اشعه ایکس سخت در محدوده امواج گاما قرار می‌گیرند. اشعه ایکس در مصارف پزشکی و صنعتی کاربرد دارد. همگرایی بیشتر پرتوهای اشعه ایکس باعث قوی تر شدن آن می شود.

محققان موسسه تکنولوژی ماساچوست در تازه ترین مطالعه ای که انجام دادند توانستند با تبدیل اشعه ایکس به نور توسط مواد با مقیاس نانو سیگنال دهی آن را افزایش داده و کیفیت را بهبود ببخشند. با این تبدیل آن ها به سیگنال ده برابری و تصویرهای پزشکی با کیفیت بیشتر دست پیدا کردند.

سوسوزن ها مواد شفافی هستند که هنگام بمباران با ذرات پرانرژی یا اشعه ایکس از خود نور مرئی ساطع می کنند. این مواد در سیستم های اشعه ایکس پزشکی، در سیستم های دید در شب و هم چنین در آشکار ساز ها و میکروسکوپ های الکترونی کاربرد دارند.

در این مطالعه علمی محققان نشان دادند که می توان با تغییردر پارامتر هایی از جمله سطح ماده، بازدهی سوسوزن ها را ده تا صد برابر افزایش داد. در گذشته تصور بر این بود اگر بخواهیم سوسوزن هایی کارآمدتر داشته باشیم باید بر مواد جدید متمرکز شویم در حالی که این مطالعه جدید می گوید می توان با هر ماده ای کار کرد و نوع ماده تعیین کننده بازدهی سوسوزن ها نیست. درواقع این ساختار است که اهمیت دارد.

طبق گفته محققان این مطالعه برای ساختن سوسوزن‌های نانوفوتونیکی می توان در ساختار آن ها تعییراتی ایجاد کرد و یا آن ها را روی ماده دیگری که سوراخ هایی نانومقیاس دارند چسباند.

تیم تحقیقاتی روی یک سوسوزن، سوراخ هایی به اندازه 500 نانومتر ایجاد کرد. آن ها با استفاده از پیکربندی های مختلف ساختارهای نانوفتونیکی متنوع تولید کردند که با استفاده از این تغییرات توانستند سطوح سوسوزنی را محاسبه کنند. نتیجه این محاسبات بهبود ده برابری در انتشار از سوسوزن را نشان می دهد. دانشمندان امیدوارند بتوانند با تنظیمات دقیق تر در طراحی الگوی نانومقیاس این بهبودی را به 100 برابر ارتقا دهند. تا به حال به دلیل چالش برانگیز بودن کار با سوسوزن ها توانایی رسیدن به این نقطه دست نیافتنی به نظر می رسید؛ اما تکنیک‌های نانوفوتونیک این قدرت را به دانشمندان داد.

این دستاورد علاوه بر پزشکی و صنعت در سایر زمینه های نانوفوتونیکی مانند تولید و توسعه سلول های خورشیدی و LED ها جهش های چشمگیری را نمایان می کند. تیم تحقیقاتی معتقد است ترکیب فناوری نانوفوتونیک و سوسوزن می تواند وضوح بالاتر، کاهش دوز اشعه ایکس و تصویربرداری با کیفیت اشعه ایکس با تفکیک انرژی بالا را امکان پذیر کند. در این صورت بیماران در معرض دوز پایین تری از اشعه ایکس قرار می گیرند که برای سلامتی آن ها بسیار حائز اهمیت است.

توجه به این نکته که در ارتباطات نوری و سایر زمینه ها بلورهای فوتونی باید روی سوسوزن ها اعمال شوند، اهمیت این موضوع و بررسی آن را بیش از پیش نشان می دهد. حوزه ای که سال ها نادیده گرفته شده است.  نتایج این تحقیق زمینه جدیدی از تحقیقات در نانوفوتونیک را آشکار خواهد کرد.

انتهای متن/ علی صبوری

زمان انتشار: دوشنبه ۹ اسفند ۱۴۰۰ - ۱۰:۰۴:۵۰

شناسه خبر: 101541

مطالب مرتبط :
حسگر

با همکاری محقق ایرانی تحقق یافت؛

طراحی حسگری الهام‌گرفته از استتار ماهی مرکب می‌تواند تشخیص دهد که چه زمانی بیش از حد آفتاب خورده‌اید

حسگرهای سازگار با محیط زیست مبتنی بر کاغذ که در مورد آفتاب سوختگی قریب الوقوع هشدار می دهند، که برای کاهش بروزسرطان پوست به دلیل قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش طراحی شده اند.

رکورد

شکست رکورد جهانی نازک ترین آشکارساز اشعه ایکس که تا کنون ساخته شده است

محققان Exciton Science از نانوصفحات مونو سولفید قلع (SnS) برای ایجاد نازک‌ترین آشکارساز اشعه ایکس که تا کنون ساخته شده است، استفاده کرده‌اند که به طور بالقوه امکان تصویربرداری فوری از زیست‌شناسی سلولی را فراهم می‌کند.

دیدگاه ها و نظرات :
نام کامل وارد شود
دقیق و صحیح وارد شود
لطفا فارسی و خوانا باشد
captcha
ارسال
اشتراک گذاری مطالب