I ricercatori svizzeri utilizzano la stampa 3D a getto di aerosol per produrre rilevatori di raggi X in grafene perovskite ad alta risoluzione e a basso costo
I ricercatori della School of Basic Sciences dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne in Svizzera hanno utilizzato il processo di stampa 3D Aersol Jet per sviluppare un modo di produrre rilevatori di raggi X perovskite-grafene ad alta risoluzione e convenienti. Per questo hanno usato i materiali grafene e perovskite. I rilevatori di grafene-perovskite stampati in 3D sono stati presentati come un modo economico per produrre immagini a raggi X nei paesi in via di sviluppo.
Logo EPFLSecondo un comunicato stampa guidato da László Forró, i ricercatori della School of Basic Sciences dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne ( EPFL ) hanno sviluppato rilevatori a basso costo e ad alta risoluzione che funzionano a “basso flusso di fotoni”. Il flusso di fotoni basso descrive quanti fotoni colpiscono il rivelatore in un dato momento e il numero di elettroni generati dal flusso. Hanno pubblicato i risultati del loro lavoro sulla rivista ACS Nano con il titolo ” Fotorilevatore a raggi X perovskite stampato a getto di aerosol 3D ultrasensibile “.
Rivelatori di raggi X al grafene di perovskite
Per produrre rilevatori di raggi X altamente efficienti, hanno utilizzato la stampa 3D a getto di aerosol , che può essere facilmente integrata nella microelettronica standard. Questo ha lo scopo di migliorare in modo significativo le prestazioni dei dispositivi di imaging medico.
Il grafene e la perovskite sono materiali costituiti da composti organici legati al metallo . I ricercatori hanno scelto questi materiali per i nuovi rivelatori. Sono facili da sintetizzare, versatili e in prima linea in un’ampia varietà di usi. Questi includono luci a LED, celle solari, laser e rilevatori di foto.
La nuova stampa 3D a getto di aerosol consente componenti elettronici stampati in 3D come resistori, condensatori, antenne, sensori e transistor a film sottile. Li usano per stampare l’elettronica su un substrato specifico.
I ricercatori hanno utilizzato la stampante a getto di aerosol presso il CSEM di Neuchâtel per stampare strati di perovskite 3D su un substrato di grafene. In un dispositivo, la perovskite dovrebbe agire come rilevatore di fotoni e scaricatore di elettroni e il grafene amplifica il segnale elettrico in uscita. La perovskite di metilammonio e ioduro di piombo (MAPbI3) ha proprietà optoelettroniche molto buone ed è poco costosa da produrre.
Endre Horváth, chimico del gruppo di ricerca, lo descrive come segue:
“Questa perovskite ha atomi pesanti che offrono un’elevata sezione d’urto di dispersione per i fotoni e rende questo materiale un candidato perfetto per il rilevamento dei raggi X”.
Il metodo dei ricercatori ha prodotto rilevatori di raggi X con sensibilità di registrazione e quattro volte il miglioramento rispetto a molti dispositivi di imaging medico della sua classe.
Forró aggiunge:
“Utilizzando perovskiti fotovoltaiche con grafene, la risposta ai raggi X è aumentata enormemente. Ciò significa che se questi moduli venissero utilizzati nell’imaging a raggi X, la dose di raggi X necessaria per generare un’immagine potrebbe essere ridotta di oltre mille volte, il che riduce il rischio per la salute di questa radiazione ionizzante ad alta energia per gli esseri umani “.
