Ученые МГУ разработали безопасные и эффективные соединения для технологического преобразования рентгеновского излучения

Сотрудники МГУ имени Ломоносова достигли прорыва в области разработки материалов для рентгеновских аппаратов. Исследователи выявили четыре новых соединения марганца с бромом и компактными органическими остатками, обладающих высокой эффективностью преобразования рентгеновского излучения в видимый свет.

Эти материалы, известные как сцинтилляторы, играют ключевую роль в медицинских и технических устройствах, таких, например, как рентгеновские аппараты и досмотровые ленты в аэропортах. Новые соединения обладают значительно большей эффективностью по сравнению с существующими гибридными галогенидами марганца, кроме того, они просты в получении, дешевы и нетоксичны.

Образцы полученных материалов, люминесцирующих под действием ультрафиолета в атмосфере с различной влажностью
Источник изображения Алексей Тарасов

Исследования показывают, что многие гибридные галогениды марганца, которые использовались до сих пор, содержат крупные органические частицы. Эти частицы занимают много места и делают материал менее плотным. Менее плотные материалы нужно использовать в больших количествах, чтобы достичь нужного эффекта, что приводит к созданию толстых слоев. Это, в свою очередь, делает устройства крупнее и мешает достижению высокого разрешения в изображениях.

Особенностью разработки учёных из МГУ является компактная структура материалов, позволяющая создавать устройства с более высоким разрешением и меньшими габаритами. Образцы, созданные учеными, имеют относительно высокую плотность благодаря ограниченному объему органических компонентов в их структуре.

В отличие от большинства аналогичных материалов, синтезированные нами образцы имеют относительно высокую плотность благодаря тому, что органические компоненты структуры в них занимают небольшую долю объема. Это позволяет им эффективнее улавливать рентгеновское и видимое излучение, а затем преобразовывать его

Сергей Фатеев, кандидат химических наук, научный сотрудник лаборатории новых материалов для солнечной энергетики факультета наук о материалах МГУ имени М.В. Ломоносова

Источник изображения сгенерировано нейростетью DALL·E 3

Как это открытие может повлиять на жизнь обычного человека?

Безопасность и эффективность медицинских исследований. Новые материалы обещают улучшить работу рентгеновских аппаратов в медицинских учреждениях. Это может привести к более точным диагнозам, сокращению времени обследования и повышению безопасности пациентов.
Развитие технологий безопасности на транспорте. Светящиеся материалы используются в досмотровых устройствах в аэропортах. Улучшение эффективности сцинтилляторов может привести к более точным методам безопасности и ускоренному досмотру, что важно для пассажиров и персонала.
Прогресс в области датчиков ионизирующего излучения. Разработка компактных и эффективных сцинтилляторов открывает новые возможности для создания миниатюрных датчиков ионизирующего излучения. Это может быть полезным для контроля радиационной безопасности в различных областях.
Доступность и экологичность. Новые материалы просты в получении, дешевы и нетоксичны. Это делает их более доступными для промышленного использования и уменьшает негативное воздействие на окружающую среду.
Перспективы для новых технологий. Исследователи планируют исследовать другие органические молекулы и галогены для создания тонкопленочных оптоэлектронных устройств. Это может привести к появлению эффективных прототипов рентгеновских детекторов и визуализационных экранов, применяемых в медицине и научных исследованиях.