มีความคืบหน้ามากมายตั้งแต่ นอกเหนือจากภาพเอ็กซ์เรย์ที่คนส่วนใหญ่ใช้อย่างน้อยหนึ่งครั้งในชีวิตแล้ว การเอกซเรย์ทางการแพทย์ในปัจจุบันยังรวมถึงการส่องกล้อง การฉายรังสีรักษามะเร็ง และเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ (CT) ซึ่งใช้การสแกนเอ็กซ์เรย์ร่างกายหลายครั้งจากมุมต่างๆ และ จากนั้นรวมพวกมันในคอมพิวเตอร์เพื่อสร้าง "ชิ้น" แบบตัดขวางเสมือนจริงของร่างกาย

อย่างไรก็ตาม การถ่ายภาพทางการแพทย์มักใช้งานได้ในสภาวะที่มีแสงน้อย ดังนั้นจึงต้องใช้เครื่องตรวจจับความละเอียดสูงที่คุ้มค่าซึ่งสามารถทำงานได้ในสิ่งที่เรียกว่า "โฟตอนฟลักซ์ต่ำ" โฟตอนฟลักซ์อธิบายง่ายๆ ว่าโฟตอนจำนวนเท่าใดที่โดนเครื่องตรวจจับในเวลาที่กำหนด และกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่สร้างขึ้นตามลำดับ

ตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย László Forró ที่ School of Basic Sciences ได้พัฒนาหน่วยอุปกรณ์ดังกล่าวแล้ว ด้วยการใช้การพิมพ์แบบพ่นละออง 3 มิติ พวกเขาได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการผลิตเครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสามารถรวมเข้ากับไมโครอิเล็กทรอนิกส์มาตรฐานได้อย่างง่ายดาย เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของอุปกรณ์สร้างภาพทางการแพทย์อย่างมาก

เครื่องตรวจจับใหม่นี้ประกอบด้วย graphene และ perovskites ซึ่งเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ที่จับกับโลหะ พวกมันใช้งานได้หลากหลาย สังเคราะห์ได้ง่าย และอยู่ในระดับแนวหน้าของการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงในเซลล์แสงอาทิตย์ ไฟ LED เลเซอร์ และอุปกรณ์ตรวจจับแสง

การพิมพ์แบบละอองลอยค่อนข้างใหม่และถูกใช้เพื่อสร้างชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่พิมพ์ 3 มิติ เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ เสาอากาศ เซ็นเซอร์ และทรานซิสเตอร์แบบฟิล์มบาง หรือแม้แต่การพิมพ์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์บนวัสดุพิมพ์เฉพาะ เช่น กรณีของโทรศัพท์มือถือ

การใช้อุปกรณ์การพิมพ์แบบละอองลอยที่ CSEM ใน Neuchatel นักวิจัยได้พิมพ์ชั้น perovskite แบบ 3 มิติบนพื้นผิว graphene แนวคิดก็คือในอุปกรณ์ perovskite ทำหน้าที่เป็นเครื่องตรวจจับโฟตอนและตัวปล่อยอิเล็กตรอนในขณะที่กราฟีนขยายสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งออก

ทีมวิจัยได้ใช้เมทิลแอมโมเนียมลีดไอโอไดด์เพอรอฟสไคต์ (MAPbI3) ซึ่งเพิ่งได้รับความสนใจเป็นอย่างมากเนื่องจากมีคุณสมบัติออปโตอิเล็กทรอนิกส์ที่น่าสนใจ ซึ่งเข้าคู่กันได้ดีกับต้นทุนการผลิตที่ต่ำ Endre Horváth นักเคมีของทีมวิจัยกล่าวว่า "perovskite นี้มีอะตอมหนัก ซึ่งให้ส่วนการกระเจิงสูงสำหรับโฟตอน และทำให้วัสดุนี้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับการตรวจจับด้วยรังสีเอกซ์"

ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก วิธีการนี้ผลิตเครื่องตรวจจับเอ็กซ์เรย์ที่มีความไวในการบันทึกและการปรับปรุงสี่เท่าในอุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์ที่ดีที่สุดในระดับเดียวกัน

"การใช้โฟโตโวลตาอิกเพอร์รอฟสกีร่วมกับกราฟีน การตอบสนองต่อรังสีเอกซ์ได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก" ฟอร์โรกล่าว "ซึ่งหมายความว่าถ้าเราจะใช้โมดูลเหล่านี้ในการถ่ายภาพเอ็กซ์เรย์ ปริมาณรังสีเอกซ์ที่จำเป็นสำหรับการสร้างภาพอาจลดลงกว่าพันเท่า ซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพของรังสีไอออไนซ์ที่มีพลังงานสูงต่อมนุษย์ "

ข้อดีอีกประการของเครื่องตรวจจับ perovskite-graphene คือง่ายต่อการสร้างภาพโดยใช้ "ไม่จำเป็นต้องใช้เครื่องคูณภาพที่ซับซ้อนหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน" Forró กล่าว "นี่อาจเป็นข้อได้เปรียบที่แท้จริงสำหรับประเทศกำลังพัฒนา"

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในเอซีเอสนาโนบาคาร่า สมัครบาคาร่า