新型最薄X光成像板厚度不到10納米

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【大紀元2021年11月30日訊】(大紀元記者高文森編譯報導)科學家製成了至今為止最薄的X射線感應材料,其成像分辨率高、速度快,研究者稱未來可以「用X射線成像實時看到蛋白質及細胞的發展和移動」。

研究稱這種單硫化物(SnS)感應材料的厚度還不到10納米。作為對比,普通紙張的厚度大約是10萬納米;人們的指甲每秒鐘長1納米。在此之前,最薄的X射線感應材料厚度可以達到20~50納米。

主要研究者之一澳大利亞莫納什大學(Monash University)材料科學和工程學教授賈西尼亞克(Jacek Jasieniak)介紹說,這項技術意味著,將來有一天研究人員可以實時觀測細胞的發展過程。

「SnS納米片反應非常快,只要幾毫秒。」他說,「掃描後幾乎可以立即成像。理論上說,你可以實時看見被成像物體的變化。你可以看見細胞之間的互動,你得到的不是靜態的圖像,用X射線你能看見蛋白質和細胞的發展和運動。」

研究介紹說,目前X射線掃描技術大致可以分為硬性(hard X-rays)和軟性(soft X-rays)兩類。前者就是醫院通常用於透視人體、檢查骨頭是否斷裂及探查各種疾病的掃描技術。

後者比較不為人所知,它能量較低,可用於觀測蛋白質和活體細胞。在軟性X射線的某個波段內,水看起來是透明的。利用這種X射線的掃描技術就是利用了此特性進行成像。這種X射線需要用到同步加速器,比如瑞士的大型強子對撞機(LHC)那樣的設備。但是要使用這些設施必須前往瑞士,這很不方便,成本也太高。

近年來,軟X射線激光源的研究有所進展,無需同步加速器也可以產生這種X射線光源,成本大幅降低,而且機器是便攜式,大大增加了研究人員可以用到這些設備的機會。

但是,這種設備需要配合高敏感度的X射線探測材料使用,當然成本也不能太高。這份研究發明的SnS感應材料正是這個用途。

研究稱使用液態金屬剝離法,造出質量高、面積大、厚度可控的材料,在軟X射線光源使水透明的波段感應度很高。通過把薄層材料堆疊處理,還有希望進一步提高它的敏感度。

研究者表示,與現有的軟X射線感應材料相比,此發明是一項重大突破。他們希望這項技術能打開一個新的研究領域,開發下一代高敏感度、超薄X射線感應材料。

這份研究10月27日發表於《高級功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊。◇

責任編輯:孫芸#

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