• head_banner_01(1)

Královská inteligence-1Emise rentgenového záření volnými elektrony dopadajícími na van der Waalsův materiál.Kredit: Technion – Izraelský technologický institut
Výzkumníci Technion vyvinuli přesné zdroje záření, od kterých se očekává, že povedou k průlomům v lékařském zobrazování a dalších oblastech.Vyvinuli přesné zdroje záření, které mohou nahradit drahá a těžkopádná zařízení, která se v současnosti pro takové úkoly používají.Navrhovaný přístroj produkuje řízené záření s úzkým spektrem, které lze ladit s vysokým rozlišením, při relativně nízké energetické investici.Zjištění pravděpodobně povedou k průlomům v různých oblastech, včetně analýzy chemických látek a biologických materiálů, lékařského zobrazování, rentgenového zařízení pro bezpečnostní prověřování a dalších použití přesných zdrojů rentgenového záření.

Studii, publikovanou v časopise Nature Photonics, vedli profesor Ido Kaminer a jeho magisterský student Michael Shentcis v rámci spolupráce s několika výzkumnými ústavy na Technionu: Elektrotechnickou fakultou Andrewa a Erny Viterbi, Ústavem pevných látek, Russell Berrie Nanotechnology Institute (RBNI) a Helen Diller Center for Quantum Science, Matter and Engineering.

Práce výzkumníků ukazuje experimentální pozorování, které poskytuje první důkaz konceptu pro teoretické modely vyvinuté během posledního desetiletí v sérii konstitutivních článků.První článek na toto téma se také objevil v Nature Photonics.Tento článek, který napsal prof. Kaminer během svého postdoktorského pobytu na MIT, pod vedením prof. Marina Soljacica a prof. Johna Joannopoulose, teoreticky představuje, jak mohou dvourozměrné materiály vytvářet rentgenové záření.Podle profesora Kaminera „tento článek znamenal začátek cesty ke zdrojům záření založeným na jedinečné fyzice dvourozměrných materiálů a jejich různých kombinací – heterostrukturách.Navázali jsme na teoretický průlom z tohoto článku, abychom vyvinuli řadu navazujících článků, a nyní jsme nadšeni, že můžeme oznámit první experimentální pozorování vytváření rentgenového záření z takových materiálů, přičemž přesně kontrolujeme parametry záření. .“

Dvourozměrné materiály jsou unikátní umělé struktury, které vzaly vědeckou komunitu útokem kolem roku 2004 s vývojem grafenu fyziky Andre Geimem a Konstantinem Novoselovem, který později získal Nobelovu cenu za fyziku v roce 2010. Grafen je umělá struktura tloušťka jednoho atomu vyrobená z atomů uhlíku.První grafenové struktury vytvořili dva laureáti Nobelovy ceny odloupnutím tenkých vrstev grafitu, „materiálu pro psaní“ tužky, pomocí lepicí pásky.Dva vědci a následní výzkumníci zjistili, že grafen má jedinečné a překvapivé vlastnosti, které se liší od vlastností grafitu: nesmírnou pevnost, téměř úplnou průhlednost, elektrickou vodivost a schopnost propustnosti světla, která umožňuje emisi záření – aspekt související s tímto článkem.Tyto jedinečné vlastnosti činí grafen a další dvourozměrné materiály slibnými pro budoucí generace chemických a biologických senzorů, solárních článků, polovodičů, monitorů a dalších.

Dalším nositelem Nobelovy ceny, o kterém je třeba se zmínit, než se vrátíme k této studii, je Johannes Diderik van der Waals, který přesně před sto lety, v roce 1910, získal Nobelovu cenu za fyziku. Výzkum prof. Kaminera.Grafen je také příkladem materiálu vdW, ale nová studie nyní zjistila, že jiné pokročilé materiály vdW jsou užitečnější pro účely výroby rentgenového záření.Výzkumníci Technion vytvořili různé materiály vdW a poslali jimi elektronové paprsky pod konkrétními úhly, což vedlo k emisi rentgenového záření kontrolovaným a přesným způsobem.Kromě toho výzkumníci prokázali přesnou laditelnost spektra záření při bezprecedentním rozlišení s využitím flexibility při navrhování rodin vdW materiálů.

Nový článek výzkumné skupiny obsahuje experimentální výsledky a novou teorii, které společně poskytují důkaz o konceptu inovativní aplikace dvourozměrných materiálů jako kompaktního systému, který produkuje kontrolované a přesné záření.

„Experiment a teorie, kterou jsme vyvinuli, abychom to vysvětlili, významně přispívají ke studiu interakcí světla a hmoty a dláždí cestu pro různé aplikace v rentgenovém zobrazování (například lékařské rentgenové záření), používaná rentgenová spektroskopie k charakterizaci materiálů a budoucích kvantových světelných zdrojů v rentgenovém režimu,“ řekl prof. Kaminer.


Čas odeslání: říjen-09-2020