Возможность отслеживать развитие живых клеток

Австралийские ученые произвели датчик рентгеновского излучения, который обладает минимальной толщиной из всех существующих до настоящего времени. Основываясь на новейших нанотехнологиях, он преобразует энергию лучей в электрические сигналы. Новое устройство предназначено для получения изображения белковой материи и внутреннего строения клеток живых организмов. Изображения можно получать в режиме онлайн.

Основой такого устройства является моносульфид олова (SnS). Данный оптоэлектронный материал получил широкое распространение в различных областях. Например, он активно используется при производстве солнечных батарей. Большие листы данного вещества, обладающие одинаковой толщиной и высоким качеством, можно производить с помощью металлической эксфолиации. При определенной толщине моносульфида олова повышается чувствительность материала к мягкой части спектра рентгеновских лучей. Такое излучение состоит из фотонов с небольшой энергией, которая существенно меньше энергии жесткого спектра, использующегося в стандартной аппаратуре.

Новый прибор имеет высокую чувствительность в области водного окна. Такое название получила часть спектра рентгеновского излучения с небольшой энергией, для которой вода оказывается совершенно прозрачной. Существующие датчики, которые произведены с использованием ферромагнитных веществ и нанокристаллических материалов, обладают низкой чувствительностью при энергиях водного окна. Их приходится применять исключительно вместе с синхротронами, которые приспособлены для генерации лучей низкой энергии в рентгеновском диапазоне. Синхротроны представляют собой ускорители элементарных частиц, которые стоят дорого и обладают большими размерами.

Толщина самых тонких современных датчиков составляет от двадцати до пятидесяти нанометров. Размер пленки из моносульфида олова в новых приборах не превышает десяти нанометров, что позволяет получить отклик устройства в течение нескольких миллисекунд. В результате быстродействие нового прибора заметно превосходит существующие образцы.

Австралийские исследователи пишут, что датчик позволяет получить изображение объекта почти мгновенно. Они отмечают, что за счет отличного разрешения и чувствительности можно онлайн следить за протеканием жизненных процессов в интересующих исследователей объектах. В результате стало возможным изучать развитие белков и процессы, происходящие при взаимодействии клеток в живом организме.

В своих перспективных планах австралийские исследователи собираются изготовить тестовый экземпляр на базе моносульфида олова, который содержит много пикселей. Планируется сохранить высокую чувствительность и динамический диапазон отдельных пикселей. После тестирования опытного образца исследователи приступят к разработке массового производства недорогого компактного устройства, которое сможет функционировать в области мягкого рентгеновского излучения. В результате прибор будет доступен для проведения исследований малыми группами и организациями.