Immagini ai raggi X più sensibili e con esposizione ridotta

scintillatori
Credit: Courtesy dei ricercatori

Gli scintillatori sono materiali che emettono luce quando vengono bombardati con particelle ad alta energia o raggi X. Sono usati nei sistemi di visione notturna e nella ricerca, per esempio nei rivelatori di particelle o nei microscopi elettronici, mentre nei sistemi a raggi X medici o dentistici, convertono la radiazione di raggi X in entrata in luce visibile, che può quindi essere catturata mediante pellicole o fotosensori.

I ricercatori del MIT hanno dimostrato che l’aumento dell’efficienza del materiale che converte i raggi X in luce potrebbe migliorare il segnale di dieci volte con grandi vantaggi nelle applicazioni mediche e industriali.

I ricercatori del MIT hanno ora dimostrato che, modificando la superficie del materiale, si potrebbe migliorare l’efficienza degli scintillatori di almeno dieci volte in modo da creare determinate configurazioni su scala nanometrica, come matrici di creste ondulatorie.

Sebbene integrare gli scintillatori nelle macchine a raggi X esistenti richieda più tempo e sforzi, il team ritiene che questo metodo potrebbe agevolare il controllo qualità dei componenti prodotti, rendendo le ispezioni più veloci e precise. Inoltre potrebbe migliorare i raggi X diagnostici medici o le scansioni TAC, riducendo l’esposizione e incrementando la qualità dell’immagine.

Anche se gli scintillatori sono in uso da circa 70 anni, gran parte della ricerca nel campo si è concentrata sullo sviluppo di nuovi materiali che producono emissioni di luce più luminose o più veloci. Il nuovo approccio applica invece i progressi della nanotecnologia ai materiali esistenti. Creando modelli nei materiali dello scintillatore su una scala di lunghezza paragonabile alle lunghezze d’onda della luce emessa, i ricercatori hanno scoperto che è possibile modificare notevolmente le proprietà ottiche del materiale.

Gli esperimenti hanno mostrato un miglioramento di dieci volte nell’emissione proveniente dallo scintillatore trattato. «Riteniamo che questo aprirà un nuovo campo di ricerca nella nanofotonica. Si può usare molto materiale del lavoro e della ricerca svolti nel campo della nanofotonica per migliorare in modo significativo i materiali esistenti che scintillano» afferma il ricercatore Charles Roques-Carmes.