洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在幫助開(kāi)發(fā)的新型X射線(xiàn)檢測(cè)芯片有望提供更便宜，更安全的成像技術(shù)。

無(wú)論是去看牙醫(yī)，骨折或是軟組織成像以進(jìn)行乳房X光檢查或檢查肺部疾病，我們大多數(shù)人都必須不時(shí)進(jìn)行X射線(xiàn)檢查。

除醫(yī)學(xué)檢查外，X射線(xiàn)診斷工具還廣泛用于研究機(jī)構(gòu)和實(shí)驗(yàn)室中的無(wú)損探頭。現(xiàn)代X射線(xiàn)需要的輻射劑量比以前低得多，但是X射線(xiàn)技術(shù)人員仍可能將您圍在鉛圍裙中，以防止無(wú)意間暴露身體的其他區(qū)域。

一個(gè)新的X射線(xiàn)探測(cè)器原型正處于革新性醫(yī)學(xué)成像革命的邊緣，有可能減少對(duì)鉛膠圈的需求(或至少減輕其重量)。得益于Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與Argonne國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究人員合作開(kāi)發(fā)的新型電子產(chǎn)品，這一進(jìn)步可以顯著減少醫(yī)療輻射的暴露，同時(shí)還可以提高安全掃描儀和研究應(yīng)用的分辨率。

X射線(xiàn)檢測(cè)器是依賴(lài)于包含鈣鈦礦礦物的晶體的設(shè)備的一種應(yīng)用，而不是大多數(shù)傳統(tǒng)檢測(cè)器中的硅。Los Alamos原型的靈敏度是傳統(tǒng)硅基探測(cè)器的一百倍。而且與它們的硅表親不同，鈣鈦礦版本不需要外部電源-而是X射線(xiàn)本身的能量足以運(yùn)行探測(cè)器。

高靈敏度的鈣鈦礦探測(cè)器將能夠獲得牙科和醫(yī)學(xué)圖像，這些圖像僅需要傳統(tǒng)X射線(xiàn)成像所需的很小一部分曝光即可。減少接觸可降低患者和醫(yī)務(wù)人員的風(fēng)險(xiǎn)。

由于鈣鈦礦富含鉛和碘等重元素，因此容易穿過(guò)未被發(fā)現(xiàn)的硅的X射線(xiàn)在鈣鈦礦中更易于吸收和檢測(cè)。這使得鈣鈦礦探測(cè)器比常規(guī)探測(cè)器薄得多。

纖細(xì)的鈣鈦礦探測(cè)器可提供更高的分辨率，以獲取高度詳細(xì)的圖像。實(shí)際上，與鈣鈦礦版本無(wú)異于凝視著一塊薄而透明的玻璃板，相比之下，厚厚的硅探測(cè)器可媲美透過(guò)厚厚的磨砂窗窺視。更清晰的視野將改善醫(yī)學(xué)評(píng)估和診斷。您可能習(xí)慣的那些模糊的X射線(xiàn)圖像將被清晰的照片取代，這些照片對(duì)于放射科醫(yī)生和您來(lái)說(shuō)都更容易理解。

更高的分辨率只是鈣鈦礦X射線(xiàn)探測(cè)器的一大優(yōu)勢(shì)。它們還將更便宜并且更容易制造。硅基設(shè)備是在無(wú)塵室設(shè)備中制造的，這些設(shè)備需要真空泵和昂貴的機(jī)器才能繪制電路并沉積金屬，絕緣體和其他材料。鈣鈦礦裝置是通過(guò)將液體沉積在各種表面上來(lái)生產(chǎn)的。實(shí)際上，它們可以用類(lèi)似于噴墨打印機(jī)的東西制成，其尺寸比硅要大得多，并且有可能在可以根據(jù)需要定制形狀的柔性基板上制造。

除了醫(yī)療應(yīng)用外，噴墨打印的鈣鈦礦X射線(xiàn)探測(cè)器還可以在機(jī)場(chǎng)和航站樓提供安全掃描，甚至可以用于掃描天空以獲取來(lái)自恒星和星系的X射線(xiàn)的望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)前使用價(jià)值數(shù)十萬(wàn)美元的硅探測(cè)器的望遠(yuǎn)鏡將受益于更便宜，更高分辨率的鈣鈦礦升級(jí)。

研究人員才剛剛開(kāi)始摸索鈣鈦礦應(yīng)用的表面。除了X射線(xiàn)外，它們還提供了通往高性能太陽(yáng)能電池，用于天體物理學(xué)觀(guān)測(cè)的伽馬射線(xiàn)探測(cè)器，激光和LED的最有希望的途徑之一。由于我們可以生產(chǎn)各種形狀和尺寸的產(chǎn)品，因此所有這些產(chǎn)品制造起來(lái)可能會(huì)更便宜且用途更多。

將來(lái)您可能會(huì)遇到鈣鈦礦技術(shù)的未知之處，但是更安全，更清晰的醫(yī)學(xué)X射線(xiàn)可能是最早的一種。

聶萬(wàn)義是洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室集成納米技術(shù)中心的研究員。