24年2021月XNUMX日（Nanowerkニュース）ヴィルヘルムレントゲンが1895年にそれらを発見して以来、X線は医用画像の定番となっています。 実際、レントゲンの有名な論文が発表されてからわずか3か月後、コネチカット州の医師は少年の手首の骨折の最初のレントゲン写真を撮りました。 それ以来、多くの進歩がありました。 ほとんどの人が人生で少なくとも一度は撮影したX線写真の他に、今日のX線医療用途には、透視室、癌の放射線療法、およびさまざまな角度から身体の複数のX線スキャンを行うコンピューター断層撮影（CT）が含まれます。次に、それらをコンピューターで組み合わせて、身体の仮想断面「スライス」を生成します。 それにもかかわらず、医用画像は低露光条件で機能することが多いため、いわゆる「低光子束」で動作できる費用効果の高い高解像度の検出器が必要です。 光子束は、特定の時間に検出器に当たる光子の数を単純に表し、検出器が順番に生成する電子の数を決定します。 現在、基礎科学部のLászlóForróが率いる科学者たちは、まさにそのようなデバイスユニットを開発しました。 使用済みのXNUMXDエアロゾルジェット印刷を使用することにより、彼らは、標準的なマイクロエレクトロニクスに簡単に統合して医療画像装置の性能を大幅に向上させることができる高効率のX線検出器を製造する新しい方法を開発しました（ACSナノ,「超高感度3Dエアゾールジェット印刷ペロブスカイトX線光検出器」). 画像を作成するためのピクセルを定義する、堆積したペロブスカイト柱の例。 （画像：L.Forró、EPFL）新しい検出器は、金属に結合した有機化合物で構成された材料であるグラフェンとペロブスカイトで構成されています。 それらは用途が広く、合成が容易であり、太陽電池、LEDライト、レーザー、光検出器など、幅広いアプリケーションの最前線にあります。 エアロゾルジェット印刷はかなり新しく、抵抗器、コンデンサ、アンテナ、センサー、薄膜トランジスタなどの3D印刷された電子部品を作成したり、携帯電話の場合のように特定の基板に電子機器を印刷したりするために使用されます。 ヌーシャテルのCSEMでエアロゾルジェット印刷装置を使用して、研究者はグラフェン基板上にペロブスカイト層を3D印刷しました。 アイデアは、デバイスでは、ペロブスカイトが光子検出器および電子放電器として機能し、グラフェンが発信電気信号を増幅するというものです。 この研究で開発されたエアロゾルジェット印刷法の概略図。 攪拌されたメチルアンモニウム鉛ヨウ化物ペロブスカイト溶液は、窒素（N）によってノズルの事前定義された位置に集束されます。2）。 材料の特殊性は、飛行中に形成されたナノ結晶がグラフェン基板上に広がらないことであり、3Dアーキテクチャの作成を可能にします。 （画像：Glushkova et al ACS Nano）研究チームはメチルアンモニウム鉛ヨウ化物ペロブスカイト（MAPbI）を使用しました3）、その魅力的なオプトエレクトロニクス特性のために最近多くの注目を集めており、その低い製造コストとよく対になっています。 「このペロブスカイトは重い原子を持っているため、光子の散乱断面積が大きく、この材料はX線検出の完璧な候補になります」と研究チームの化学者であるEndreHorváthは述べています。 結果は驚くべきものでした。 この方法により、記録的な感度とクラス最高の医用画像装置のXNUMX倍の改善を備えたX線検出器が製造されました。 「グラフェンと一緒に光起電性ペロブスカイトを使用することにより、X線への応答が大幅に向上しました」とForró氏は言います。 「これは、これらのモジュールをX線イメージングで使用する場合、画像を形成するために必要なX線線量をXNUMX分のXNUMX以上減らすことができ、この高エネルギー電離放射線の人間への健康被害を減らすことができることを意味します。 」 ペロブスカイトグラフェン検出器のもうXNUMXつの利点は、それを使用して画像を簡単に作成できることです。 「高度な光電子増倍管や複雑な電子機器は必要ありません」とForró氏は言います。 「これは発展途上国にとって真の利点になる可能性があります。」

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