Nowy materiał działa jak przenośny rentgen. Można go założyć jak koszulkę

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 choćby przymusu powtórzenia badania.

To się może niedługo 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 dzięki pola elektrycznego. W ten sposób powstał materiał nazwany roboczo X-Wear.

Materiał X-wear niczym rentgen / Źródło: science.org

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.