Röntgendetectie is van groot belang in diverse toepassingen, zoals stralingsdetectie, medische diagnose en veiligheidsinspectie. Een populaire manier om röntgendetectie te bereiken, is door een fotodetector te integreren met een luminescerend materiaal, een scintillator genaamd, dat energie uitstraalt in de vorm van licht. Scintillatoren kunnen röntgenfotonen met hoge energie omzetten in zichtbare luminescentie met lage energie.

Momenteel gebruiken röntgenscintillatoren gewoonlijk anorganische materialen of zware metaalcomplexen. Deze scintillatoren presteren goed, maar hebben verschillende intrinsieke nadelen, waaronder toxiciteit, zware voorbereidingsomstandigheden en de hoge kosten van zeldzame metalen. Het ontwikkelen van nieuwe ontwerpen voor efficiënte, metaalvrije röntgenscintillatoren is een uitdaging, maar toch wordt algemeen erkend dat pure organische scintillatoren duidelijke voordelen bieden ten opzichte van anorganische:ze zijn goedkoop, flexibel en gemakkelijk te bereiden. Toch is de recente vooruitgang in efficiënte radioluminescentie vooral gericht op kleine moleculen, of monomeren, die onvermijdelijk worden geassocieerd met problemen met verwerkbaarheid en herhaalbaarheid.

Onderzoekers van de Nanjing University of Posts and Telecommunications (NUPT, China) rapporteerden onlangs een effectieve strategie voor het bereiden van radioluminescente polymere scintillatoren die meerdere emissiekleuren vertonen. De organische polymeren variëren in emissiekleur van blauw tot geel, met een hoge helderheid in amorfe toestand. Hun helderheid is te wijten aan radicale copolymerisatie van negatief geladen polyacrylzuur en verschillende positief geladen quaternaire fosfoniumzouten. Een van de verkregen polymeren (P2) vertoont een hoge fotostabiliteit onder een hoge dosis röntgenstraling (27,35 Gy) en heeft een detectielimiet van 149 nGy s ^–1 , een prestatie die superieur is aan die van conventionele scintillatoren op basis van antraceen.

Zoals gemeld in Geavanceerde fotonica , gebruikten de onderzoekers de organische polymere scintillatoren met succes voor röntgenradiografie. Eerst fabriceerden ze een transparant scintillatorscherm, wat werd bereikt door deze polymere materialen eenvoudig te druppelen op de kwartsplaat, vanwege hun uitstekende verwerkbaarheid. Vervolgens voerden de onderzoekers röntgenbeeldvorming uit van het scintillatorscherm via een standaard röntgentestpatroonplaat om de maximaal mogelijke resolutie voor radiografie te meten met behulp van dit scintillatorscherm. Ze behaalden een maximale resolutie van 8,7 lijnparen (lp) mm ^-1 bij een MTF-waarde van 0,2. Deze resultaten demonstreren het uitstekende potentieel van organische polymeren als scintillatorschermen voor hoogwaardige röntgenbeeldvorming.

Volgens de corresponderende auteur Qiang Zhao, professor aan het NUPT Institute of Advanced Materials en State Key Laboratory of Organic Electronics and Information Displays:"Deze algemene en ongecompliceerde benadering voor het ontwerpen van metaalvrije, amorfe polymere scintillatoren met veelkleurige radioluminescentie voor röntgenstralen met hoge resolutie beeldvorming is een mijlpaal die het begin betekent van een nieuwe weg van onderzoek naar goedkope, flexibele radioluminescente polymere materialen. We verwachten dat de ontwerpstrategie op grote schaal zal worden overgenomen door de materiaalwetenschap, fotonica, opto-elektronica en bio-imaging-gemeenschappen." + Verder verkennen

Nanocomposiet zorgt voor perfecte röntgenopname