30 Novembre 2015
18:03

Raggi X e grafene: lo studio del MIT

Grazie al materiale del futuro, sarà possibile eseguire degli esami diagnostici più precisi e più sicuri dal punto di vista della salute.
A cura di Redazione Scienze

La tecnologia più ampiamente utilizzata per produrre raggi X, indispensabili nell'ambito diagnostico, è rimasta sostanzialmente la stessa per oltre un secolo: ma già da diversi anni sono allo studio alcune vie alternative che prevedono l'impiego del "materiale delle meraviglie", il grafene. L'ultimo studio sulle possibilità offerte dalle sue celle esagonali è stato condotto dai ricercatori del Massachusetts Institute of Technology e potrebbe cambiare radicalmente il modo di radiografare.

Nel loro lavoro, basandosi su una nuova teoria già poggiante su precedenti simulazioni, gli scienziati hanno dimostrato che un foglio di grafene, formato da uno strato bidimensionale di atomi di carbonio, genera delle onde superficiali, chiamate plasmoni, nel momento in cui è colpito da un fascio laser. Questi plasmoni possono essere stimolati a produrre radiazioni in qualunque lunghezza d'onda, dall'infrarosso al raggio X. In futuro – hanno spiegato – questa tecnica potrebbe essere sfruttata per la produzione di macchinari a basso costo e a basse dosi, utili per sottoporsi a radiografie in maggiore sicurezza.

Buona parte della fonti di raggi X si basano su elettroni ad energie elevatissime: questo significa difficoltà di produzione e costi elevati. Il nuovo metodo aggira il problema, servendosi esclusivamente dei fotoni che colpiscono il foglio di grafene, consentendo di economizzare al massimo:

La ragione per cui è unico è che stiamo sostanzialmente bypassando il problema dell'accelerazione degli elettroni. Qualunque altro approccio coinvolge l'accelerazione degli elettroni. Questo è un modo unico per produrre raggi X da elettroni a bassa energia. – Ido Kaminer, MIT

Attualmente è allo studio la costruzione di un dispositivo in grado di testare il sistema in laboratorio che inizierà producendo dall'ultravioletto per poi svilupparsi verso i raggi X a maggiore energia: nel giro di tre anni, si augura il professor il principale autore dello studio, Marin Soljačić, si dovrebbe raggiungere questo risultato.

I dettagli del lavoro sono stati pubblicati da Nature Photonics.

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