Röntgen är ett snabbt och smärtfritt sätt för läkare att se inuti en person. Men strålningsdetektorer, som går under kroppsdelen som avbildas, är styva paneler som innehåller skadliga tungmetaller, såsom bly och kadmium. Nu, forskare inom ACS' Nanobokstäver rapportera en proof-of-concept bärbar röntgendetektor framställd av giftfria metall-organiska ramverk (MOFs) skiktade mellan flexibla plast- och guldelektroder för högkänslig avkänning och avbildning.

De flesta röntgendetektorer är integrerade i stora, orörliga instrument, såsom datortomografi (känd som CT) och mammografiutrustning, eller är stela, som de skarpkantade bitewing-detektorerna som används på tandläkarmottagningar. Detektorer som kan anpassa sig till rundade kroppsdelar eller mögel på insidan av trånga utrymmen kan vara fördelaktiga i vissa tillämpningar för strålövervakning och medicinsk bildbehandling. Tidigare forskare har använt MOF för flexibla strålningsdetektorer eftersom de är halvledande material som reagerar på elektromagnetisk strålning genom att skapa en elektrisk ström. Dock, några av dessa MOF innehåller fortfarande bly, precis som de röntgendetektorer som används just nu. Så, Shuquan Chang, Shenqiang Ren och kollegor ville skapa en tungmetallfri MOF för en flexibel röntgendetektor och bildapparat.

Forskarna blandade en lösning av nickelkloridsalt och 2, 5-diaminobensen-1, 4-ditiol (DABDT) i flera timmar, skapa en MOF där nickel länkade DABDT-molekylerna. I de första testerna, den nickelhaltiga MOF var känsligare än nyligen rapporterade detektorer när den bestrålades med 20 keV röntgenstrålar, motsvarande den energi som frigörs vid medicinsk diagnostisk bildbehandling. Sedan, att göra en flexibel röntgenstrålningsdetektor, teamet placerade den nickelhaltiga MOF mellan guldfilmselektroder, varav en var på en flexibel plastyta. De använde koppartrådar för att överföra ström från varje pixel i en 12x12-array och täckte hela enheten med en silikonbaserad flexibel polymer. Till sist, de placerade en aluminiumbokstav "H" på detektorn och bestrålade den med röntgenstrålar, mäter en mycket lägre strömutgång under H än under det obehindrade materialet.

Forskarna säger att deras proof-of-concept-enhet är lovande för nästa generations röntgenbildutrustning och strålningsdetektering när bärbara eller flexibla enheter behövs.