Röntgenbeeldvorming is een snelle en pijnloze manier voor artsen om in een persoon te kijken. Maar stralingsdetectoren, die onder het lichaamsdeel gaan dat wordt afgebeeld, zijn stijve panelen die schadelijke zware metalen bevatten, zoals lood en cadmium. Nutsvoorzieningen, onderzoekers in ACS' Nano-letters rapporteer een proof-of-concept draagbare röntgendetector gemaakt van niet-toxische metaal-organische raamwerken (MOF's) gelaagd tussen flexibele plastic en gouden elektroden voor zeer gevoelige detectie en beeldvorming.

De meeste röntgendetectoren zijn geïntegreerd in grote, immobiele instrumenten, zoals computertomografie (bekend als CT) en mammografieapparatuur, of zijn stijf, zoals de scherpgerande bitewing-detectoren die in tandartspraktijken worden gebruikt. Detectoren die zich zouden kunnen aanpassen aan ronde lichaamsdelen of zich aan de binnenkant van besloten ruimten kunnen vormen, kunnen nuttig zijn bij sommige toepassingen voor stralingsbewaking en medische beeldvorming. Eerdere onderzoekers hebben MOF's gebruikt voor flexibele stralingsdetectoren omdat het halfgeleidende materialen zijn die reageren op elektromagnetische straling door een elektrische stroom te creëren. Echter, sommige van deze MOF's bevatten nog steeds lood, net als de röntgendetectoren die momenteel in gebruik zijn. Dus, Shuquan Chang, Shenqiang Ren en collega's wilden een zware metaalvrije MOF maken voor een flexibele röntgendetector en -imager.

De onderzoekers mengden een oplossing van nikkelchloridezout en 2, 5-diaminobenzeen-1, 4-dithiol (DABDT) gedurende enkele uren, het creëren van een MOF waarin nikkel de DABDT-moleculen verbond. Bij de eerste testen de nikkelhoudende MOF was gevoeliger dan recent gerapporteerde detectoren bij bestraling met 20 keV röntgenstralen, equivalent aan de energie die vrijkomt bij medische diagnostische beeldvorming. Vervolgens, om een ​​flexibele röntgenstralingsdetector te maken, het team plaatste de nikkelhoudende MOF tussen goudfilmelektroden, waarvan een op een flexibel plastic oppervlak. Ze gebruikten koperdraden om de stroom van elke pixel van een 12x12-array over te brengen en bedekten het hele apparaat met een flexibel polymeer op siliconenbasis. Eindelijk, ze plaatsten een aluminium letter "H" op de detector en bestraalden deze met röntgenstralen, het meten van een veel lagere stroomuitgang onder de H dan onder het onbelemmerde materiaal.

De onderzoekers zeggen dat hun proof-of-concept-apparaat veelbelovend is voor de volgende generatie radiologische beeldvormingsapparatuur en stralingsdetectie wanneer draagbare of flexibele apparaten nodig zijn.