Tin tức Vũ trụ TV

‘Thay đổi trò chơi’ Perovskite có thể phát hiện tia Gamma

Ngày:
Th12 10, 2020
Tóm lược:

Các nhà khoa học đã phát triển một vật liệu perovskite thay đổi trò chơi có thể được sử dụng như một chất thay thế rẻ hơn và hiệu quả cao cho các máy dò tia gamma.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Các nhà khoa học đã phát triển một vật liệu perovskite thay đổi trò chơi có thể được sử dụng như một chất thay thế rẻ hơn và hiệu quả cao cho các máy dò tia gamma.

Perovskites là vật liệu được tạo thành từ các hợp chất hữu cơ liên kết với kim loại. Được thúc đẩy đi đầu trong nghiên cứu vật liệu vì cấu trúc và đặc tính của chúng, perovskites được đánh giá cao cho nhiều ứng dụng, bao gồm trong pin mặt trời, đèn LED, laser và bộ tách sóng quang.

Ứng dụng cuối cùng, phát hiện ảnh – hoặc ánh sáng, được các nhà khoa học tại Trường Khoa học Cơ bản của EPFL đặc biệt quan tâm, những người đã phát triển một perovskite có thể phát hiện tia gamma. Được dẫn dắt bởi phòng thí nghiệm của các Giáo sư Lászlo Forró và Andreas Pautz, các nhà nghiên cứu đã xuất bản công trình của họ trên Tạp chí Advanced Science .

Forró nói: “Tinh thể perovskite quang điện, được phát triển với kích thước hàng kg này, là một yếu tố thay đổi cuộc chơi. “Bạn có thể cắt nó thành các tấm mỏng, như silicon, cho các ứng dụng quang điện tử, và trong bài báo này, chúng tôi chứng minh tiện ích của nó trong việc phát hiện tia gamma.”

Giám sát tia gamma

Tia gamma là một loại bức xạ điện từ xuyên thấu được tạo ra từ sự phân rã phóng xạ của hạt nhân nguyên tử, ví dụ, trong các vụ nổ hạt nhân hoặc thậm chí siêu tân tinh. Tia gamma nằm trên đầu ngắn nhất của quang phổ điện từ, có nghĩa là chúng có tần số cao nhất và năng lượng cao nhất. Do đó, chúng có thể xâm nhập hầu hết mọi vật liệu và được sử dụng rộng rãi trong an ninh nội địa, thiên văn học, công nghiệp, nhà máy điện hạt nhân, giám sát môi trường, nghiên cứu và thậm chí cả y học, để phát hiện và theo dõi các khối u và loãng xương.

Nhưng chính xác là vì tia gamma có thể ảnh hưởng đến mô sinh học, chúng ta phải có khả năng để mắt đến chúng. Để làm được điều này, chúng ta cần các máy dò tia gamma đơn giản, đáng tin cậy và rẻ tiền. Perovskite mà các nhà khoa học EPFL phát triển được dựa trên các tinh thể của trigromua chì metylamoni (MAPbBr3) và có vẻ là một ứng cử viên lý tưởng, đáp ứng tất cả các yêu cầu này.

Lợi thế rõ ràng

Perovskites đầu tiên được “trồng” dưới dạng tinh thể, và chất lượng và độ trong của tinh thể quyết định hiệu quả của vật liệu khi nó được biến thành các màng mỏng có thể được sử dụng trong các thiết bị như tấm pin mặt trời.

Các tinh thể perovskite mà các nhà khoa học EPFL tạo ra có độ trong cao với rất ít tạp chất. Khi kiểm tra tia gamma trên các tinh thể, họ phát hiện ra rằng chúng đã tạo ra chất mang quang có “sản phẩm có tuổi thọ di động” cao, là phép đo chất lượng của máy dò bức xạ. Nói tóm lại, perovskite có thể phát hiện tia gamma ở nhiệt độ phòng một cách hiệu quả, đơn giản bằng phép đo điện trở suất.

Tổng hợp rẻ hơn và có thể mở rộng

MAPbBr3 là một phần của họ perovskites “metal halide”, có nghĩa là, không giống như các loại pha lê dẫn đầu thị trường, các tinh thể của nó có thể được trồng từ các nguyên liệu thô dồi dào và chi phí thấp. Quá trình tổng hợp diễn ra trong dung dịch gần với nhiệt độ phòng mà không cần thiết bị đắt tiền.

Tất nhiên, đây không phải là perovskite đầu tiên được tạo ra để phát hiện tia gamma. Nhưng thể tích của hầu hết các perovskite kim loại trồng trong phòng thí nghiệm được sử dụng cho việc này bị giới hạn ở khoảng 1,2 ml, khó có thể mở rộng đến mức thương mại. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại EPFL cũng đã phát triển một phương pháp độc đáo được gọi là ‘sự phát triển xen kẽ tinh thể pha lê có định hướng’ cho phép họ tạo ra một lít tinh thể tổng cộng nặng 3,8 kg.

Pavao Andričević, tác giả chính cho biết: “Cá nhân tôi rất thích làm việc ở biên giới chung của vật lý vật chất ngưng tụ, hóa học và vật lý lò phản ứng, và thấy rằng sự hợp tác này có thể dẫn đến ứng dụng quan trọng cho xã hội của chúng ta.”


Nguồn truyện:

Vật liệu do Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne cung cấp . Bản gốc do Nik Papageorgiou viết. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. Pavao Andričevic, Pavel Frajtag, Vincent Pierre Lamirand, Andreas Pautz, Márton Kollár, Bálint Náfrádi, Andrzej Sienkiewicz, Tonko Garma, László Forró, Endre Horváth. Sự hình thành tinh thể quy mô kilôgam của perovskite halogenua để đo suất liều tia gamma. Khoa học tiên tiến , 2020 DOI: 10.1002 / advs.202001882

Bài viết liên quan

Bài viết mới