24 de fevereiro de 2021 (Notícias do Nanowerk) Desde que Wilhelm Röntgen os descobriu em 1895, os raios X tornaram-se um elemento básico da imagiologia médica. Na verdade, apenas um mês após a publicação do famoso artigo de Röntgen, médicos em Connecticut fizeram a primeira radiografia do pulso quebrado de um menino. Houve muito progresso desde então. Além das radiografias, que a maioria das pessoas já fez pelo menos uma vez na vida, os usos médicos atuais de raios-X incluem fluoroscopia, radioterapia para câncer e tomografia computadorizada (TC), que faz várias varreduras de raios-X do corpo de diferentes ângulos e em seguida, combina-os em um computador para gerar “fatias” transversais virtuais de um corpo. No entanto, a imagiologia médica geralmente funciona com condições de baixa exposição e, portanto, requer detectores econômicos e de alta resolução que possam operar no que é chamado de “baixo fluxo de fótons”. O fluxo de fótons simplesmente descreve quantos fótons atingem o detector em um determinado momento e determina o número de elétrons que ele gera por sua vez. Agora, os cientistas liderados por László Forró na Escola de Ciências Básicas desenvolveram exatamente essa unidade de dispositivo. Usando a impressão a jato de aerossol 3D, eles desenvolveram um novo método para produzir detectores de raios X altamente eficientes que podem ser facilmente integrados à microeletrônica padrão para melhorar consideravelmente o desempenho dos dispositivos de imagem médica (ACS Nano,“Fotodetector de raios-X de perovskita impresso a jato de aerossol 3D ultrassensível”).
Exemplo dos pilares de perovskita depositados, definindo um pixel para a criação de uma imagem. (Imagem: L. Forró, EPFL) Os novos detectores são compostos por grafeno e perovskitas, materiais formados por compostos orgânicos ligados a um metal. Eles são versáteis, fáceis de sintetizar e estão na vanguarda de uma ampla gama de aplicações, inclusive em células solares, luzes LED, lasers e fotodetectores. A impressão a jato de aerossol é relativamente nova e é usada para fazer componentes eletrônicos impressos em 3D, como resistores, capacitores, antenas, sensores e transistores de película fina ou até mesmo imprimir eletrônicos em um substrato específico, como o caso do telefone celular. Usando o dispositivo de impressão a jato de aerossol no CSEM em Neuchatel, os pesquisadores imprimiram camadas de perovskita em 3D em um substrato de grafeno. A ideia é que, em um dispositivo, a perovskita atue como detector de fótons e descarregador de elétrons enquanto o grafeno amplifica o sinal elétrico de saída.
Representação esquemática do método Aerosol Jet Printing desenvolvido neste estudo. A solução de perovskita de iodeto de chumbo de metilamônia agitada é focada para uma posição predefinida no bocal pelo nitrogênio (N2). A particularidade do material é que os nanocristais formados em voo não se espalham no substrato de grafeno, permitindo a criação de arquiteturas 3D. (Imagem: Glushkova et al ACS Nano) A equipe de pesquisa usou a perovskita de iodeto de chumbo de metilamônia (MAPbI3), que recentemente atraiu muita atenção por causa de suas fascinantes propriedades optoeletrônicas, que combinam bem com seu baixo custo de fabricação. “Esta perovskita tem átomos pesados, que fornecem uma seção transversal de alta dispersão para fótons, e torna este material um candidato perfeito para a detecção de raios-X”, diz Endre Horváth, químico da equipe de pesquisa. Os resultados foram impressionantes. O método produziu detectores de raios-X com uma sensibilidade recorde e uma melhoria de quatro vezes em relação aos melhores dispositivos de imagem médica da categoria. “Ao usar perovskitas fotovoltaicas com grafeno, a resposta aos raios X aumentou tremendamente”, diz Forró. “Isso significa que, se usarmos esses módulos em imagens de raios-X, a dose necessária de raios-X para formar uma imagem pode ser reduzida em mais de mil vezes, diminuindo o risco à saúde dessa radiação ionizante de alta energia para os seres humanos. ” Outra vantagem do detector de perovskita-grafeno é que é simples formar imagens usando-o. “Não precisa de fotomultiplicadores sofisticados ou eletrônica complexa”, diz Forró. “Isso pode ser uma vantagem real para os países em desenvolvimento.”
Fonte: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=57369.php
