Los destellos son sustancias que pueden cambiar la radiación de alta energía en luz visible o semivisible. Este proceso de luminiscencia se utiliza en muchas aplicaciones de detectores que van desde imágenes médicas hasta física de partículas de alta energía.
Existe un gran interés en desarrollar un mejor centelleo con un mayor rendimiento de fotones y una mejor resolución espacial y energía. La mayoría de los estudios centrados en mejorar los índices de fluorescencia implican la fabricación de nuevos materiales con mejores propiedades de fluorescencia interna.
Instituto de Tecnología de Massachusetts Los científicos ahora han demostrado que se puede mejorar la eficiencia de los dispositivos de centelleo de 10x a 100x. Esto se puede hacer alterando la superficie del material para crear configuraciones específicas a nanoescala, como conjuntos de bordes ondulados.
En lugar de desarrollar nuevos materiales que produzcan emisiones de luz más brillantes o más rápidas, este nuevo enfoque se aplica a los avances en nanotecnología para los materiales existentes.
Los científicos han creado un patrón de agujeros en el material intermitente con una escala de longitud que coincide con las longitudes de onda de la luz emitida. Los agujeros estaban separados por aproximadamente una longitud de onda óptica, o alrededor de 500 nm. Hacerlo cambió drásticamente las propiedades ópticas del material.
Roques-Carmes dijo, «Para hacer lo que modelaron como un flash de nanofotones, podría hacer patrones directamente dentro de los dispositivos de centelleo, o podría pegarlos en otro material que tendría agujeros a nanoescala. Los detalles dependen de la estructura y los materiales exactos».
Gracias a la teoría general y al marco desarrollado por los científicos, los científicos pudieron calcular los niveles de luminiscencia resultantes de cualquier configuración arbitraria de las nanoestructuras fotónicas.
Roques-Carmes dijo, «El proceso de luminiscencia en sí implica una serie de pasos, lo que hace que su solución sea compleja. El marco desarrollado por el equipo implica la integración de tres tipos diferentes de física. Con este sistema, encontramos una buena coincidencia entre sus predicciones y los resultados de sus experimentos posteriores. «
Los experimentos mostraron una mejora de diez veces en las emisiones del dispositivo de centelleo tratado. Por lo tanto, esto puede traducirse en aplicaciones para imágenes médicas, en las que se interrumpen los fotones ópticos, lo que significa que convertir los rayos X en luz óptica limita la calidad de la imagen. [In medical imaging,] No quiere exponer a sus pacientes a muchas radiografías, especialmente para un examen de rutina, y especialmente para pacientes más jóvenes también».
“Creemos que esto abrirá una nueva área de investigación en nano. Puede utilizar gran parte del trabajo actual y la investigación que se ha realizado en nanoimágenes para mejorar significativamente los materiales fluorescentes existentes”.
Rajiv Gupta, jefe de neurorradiología del Hospital General de Massachusetts y profesor asociado de la Escuela de Medicina de Harvard, Él dijoY el «La investigación presentada en este documento es muy importante. Casi todos los reactivos utilizados están en $ 100 mil millones [medical X-ray] La industria son los detectores indirectos, que es el tipo de detector al que se aplican los nuevos hallazgos”.
«Todo lo que uso en mi práctica clínica actual se basa en este principio. Este documento mejora diez veces la eficiencia de este proceso. Si esta afirmación es parcialmente cierta, digamos que la mejora es 2 veces en lugar de 10 veces, sería campo -¡Transformador!”
Referencia de la revista:
- Charles Roques-Carmes et al. Un marco para la luminiscencia en la tecnología de nanoimagen. DOI: 10.1126 / Ciencias. abm9293
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