Notícia

Novo sensor, feito de material semicondutor, poderá ser usado para diagnósticos médicos

Fonte

Universidade Northwestern

Data

sexta-feira, 11 dezembro 2020 12:05

Áreas

Diagnóstico. Física Médica. Radiologia.

Pesquisadores da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, desenvolveram novos dispositivos feitos a partir de um material de baixo custo para auxiliar na detecção e identificação de isótopos radioativos.

Usando brometo de césio e chumbo na forma de cristais de perovskita, a equipe de pesquisa descobriu que era capaz de criar sensores altamente eficientes em dispositivos pequenos e portáteis.

O Dr. Mercouri Kanatzidis, professor da Universidade Northwestern e líder da pesquisa, disse que além de ser mais barato que os dispositivos típicos, o novo método de detecção de raios gama também é altamente capaz de diferenciar raios de diferentes energias. Este método permite aos usuários identificar os raios gama legais e os ilegais. Detectores como esses são essenciais para a segurança nacional, onde são usados ​​para detectar materiais nucleares ilegais contrabandeados através das fronteiras e ajudar na perícia nuclear, bem como em imagens de diagnóstico médico.

“Usando o material perovskita, alcançamos alta resolução na detecção de energia para raios gama usando um design de detector pixelado. Isso nos deixa um passo mais perto de criar sistemas eletrônicos para diagnósticos médicos e imagens, segurança de aeroportos e muito mais”, destacou o Dr. Kanatzidis.

O estudo foi publicado na revista científia Nature Photonics.

Em pesquisas anteriores, a equipe comparou o desempenho do novo detector de brometo de césio e chumbo com o detector convencional de telureto de cádmio e zinco (CZT) e descobriu que seu desempenho também era bom na detecção de raios gama. Mas novas pesquisas melhoraram os tamanhos dos cristais e alavancaram pixels, conseguindo uma resolução espectral muito além dos designs convencionais e detectando energia mesmo de fontes muito fracas.

Os isótopos radioativos emitem raios gama que diferem ligeiramente em energia, muitas vezes com diferenças em apenas alguns pontos percentuais. Usando o novo material, os usuários podem identificar melhor a origem dos raios gama, apontando estas diferenças.

Mesmo com os avanços possibilitados pelo novo material, o Dr. Kanatzidis disse que o trabalho da equipe de pesquisadores ainda não terminou. “Nossa prateleira está cheia de novas possibilidades que ainda precisamos investigar mais profundamente”, destacou o líder da pesquisa.

é um professor assistente de pesquisa no laboratório Kanatzidis e o primeiro autor do artigo.

“Os novos protocolos de fabricação de dispositivos que relatamos com nossos colaboradores na Universidade de Michigan podem levar à produção em massa de detectores de brometo de césio e chumbo em um futuro próximo”, disse o Dr. Yihui Ele, primeiro autor do artigo.

O grupo do professor Dr. Zhong He na Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, participou da caracterização e análise do detector. O cientista do Laboratório Nacional Argonne, Dr. Duck Young Chung, foi um dos principais colaboradores durante a pesquisa. O Dr. Kanatzidis e seus colegas fundaram uma nova empresa, a Actinia, para comercializar detectores de brometo de chumbo e césio para detecção e identificação de raios-X e gama. Esses novos detectores terão implicações de amplo alcance em diagnósticos médicos, segurança interna e segurança nuclear.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Northwestern (em inglês).

Fonte: Lila Reynolds, Universidade de Michigan, e Universidade Northwestern. Imagem: Divulgação, Universidade Northwestern.

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