Od czasu odkrycia promieniowania rentgenowskiego przez Wilhelma Röntgena w 1895 roku technologia obrazowania medycznego przeszła ogromną ewolucję. Ale jedno się nie zmieniło – sztywność sprzętu rentgenowskiego, który wymaga od pacjenta przyjmowania niewygodnych pozycji, a czasem nawet przymusu powtórzenia badania.
To się może wkrótce zmienić. Naukowcy z Politechniki w Hongkongu ogłosili właśnie przełom. Stworzyli elastyczną tkaninę wykrywającą promieniowanie X, która nie tylko jest giętka jak materiał, ale też 10-krotnie skuteczniejsza niż dotychczasowe elastyczne detektory. Ich odkrycie opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Science Advances.
Jak działa nowa technologia?
Nowy materiał to tzw. metatkanina (ang. metafabric), opracowana na bazie nieorganicznych scintylatorów – związków chemicznych, które pod wpływem promieniowania X emitują światło widzialne. To światło jest następnie przekształcane w sygnał elektryczny i analizowane przez komputer, tworząc znany nam obraz rentgenowski.
Do tej pory większość elastycznych scintylatorów była tworzona z organicznych materiałów o niskiej skuteczności lub z polimerów, które zawierały proszki nieorganiczne. Niestety – były one znacznie mniej wydajne niż tradycyjne, sztywne detektory oparte na związkach takich jak tlenek siarki gadolinu z domieszką terbinu (Gd₂O₂S:Tb).
Zespół badaczy z Hongkongu, pod kierunkiem prof. Li Xu, znalazł sposób, by połączyć skuteczność nieorganicznych scintylatorów z elastycznością tkaniny. Wykorzystali przy tym metodę sol-gel electrospinning – proces, który pozwala rozciągnąć żel krystaliczny w cienkie włókna za pomocą pola elektrycznego. W ten sposób powstał materiał nazwany roboczo X-Wear.
Materiał przyszłości? Wydajny, elastyczny i oddychający
Efektem prac jest lekka, przepuszczająca powietrze tkanina, która może być tkana, zszywana i formowana tak, jak zwykły materiał. Co najważniejsze – zachowuje pełną funkcjonalność detektora promieniowania rentgenowskiego. Dzięki wysokiemu tzw. Z-number (liczba atomowa materiałów), X-Wear jest wyjątkowo skuteczny w konwersji promieniowania X na światło.
- Sprawdź także: Zielony wodór z Afryki droższy niż przypuszczano. Tylko 2% lokalizacji konkurencyjne dla Europy
Jak podkreśla prof. Xu, to pierwszy raz, gdy udało się zachować pełną wydajność nieorganicznych scintylatorów i jednocześnie uzyskać elastyczny i potencjalnie „ubieralny” detektor.
Gdzie można zastosować taką tkaninę?
Choć projekt jest na etapie demonstracji działania (tzw. proof of concept), jego potencjalne zastosowania są imponujące. Tkanina X-Wear może w przyszłości posłużyć do:
- tworzenia noszonych detektorów promieniowania – np. dla pracowników służby zdrowia, lotnictwa, przemysłu jądrowego,
- budowy elastycznych aparatów rentgenowskich, które dostosowują się do kształtu ciała pacjenta,
- opracowania ubieralnej diagnostyki medycznej – czyli np. opasek monitorujących stan kości lub płuc,
- tworzenia odzieży ochronnej, która jednocześnie informuje o poziomie promieniowania.
Wyobraź sobie płaszcz, który chroni cię przed promieniowaniem, a jednocześnie może pokazać, gdzie dokładnie doszło do złamania.
Źródło: science.org