Projektanslag 2024
Projekt:
”Flexible X-ray detectors based on novel high-Z covalent organic frameworks”
Huvudsökande:
Professor Feng Gao, Linköpings universitet
Medsökande:
Linköpings universitet
Mats Fahlman
Chalmers tekniska högskola
Eva Olsson
Uppsala universitet
Sascha Ott
Beviljat anslag:
31 000 000 kronor under fem år
Fysikern Wilhelm Röntgen tilldelades det första Nobelpriset i fysik år 1901 för sin upptäckt av röntgenstrålning. Sedan dess har tekniken utvecklats och bidragit till såväl medicinska som tekniska genombrott.
Idag används röntgenteknik för att bland annat ställa medicinska diagnoser, kontrollera innehållet i väskor på flygplatser och inspektera sprickbildning i byggnader.
Tekniken fungerar så att de kortvågiga röntgenstrålarna kan passera genom vissa material men inte andra, till exempel genom muskler men inte ben. När en bruten kroppsdel ska undersökas bestrålas den och de strålar som passerar genom kroppen fångas upp av en röntgendetektor. Det innebär att röntgenbilden visar ”skuggan” av de kroppsdelar som strålarna inte passerade igenom.
Under teknikens snart 130-åriga historia har materialet i röntgendetektorn utvecklats men alltid varit styvt. Det är något LiU-forskaren Feng Gao nu ska försöka ändra på genom att utveckla en ny typ av organiskt material för att göra detektorerna flexibla.
– Det ger en enorm fördel om man till exempel har brutit armbågen. Då är det svårt att få en tydlig bild med dagens röntgenteknik och det krävs höga strålningsdoser. Men om man kan skapa en röntgendetektor som kan ”kläs på” patienten skulle det krävas mycket mindre röntgenstrålning och diagnostiken skulle förbättras, säger Feng Gao, professor vid institutionen för fysik, kemi och biologi vid Linköpings universitet.
Organisk elektronik
För att lyckas planerar han att använda sig av elektriskt ledande plast, så kallade organiska halvledare. Problemet är att organiska halvledare till största delen består av kol- och väteatomer och har en dålig röntgenabsorption.
– Tanken är att vi ska skapa en typ av hybridmaterial. Så vi har den ledande plasten som ett värdmaterial och integrerar tungmetaller i den. Men det är inte lätt att göra det på ett sätt som ger enhetlighet över hela detektorn, säger Feng Gao.
Utöver förmågan att absorbera röntgenstrålar ska det nya materialet också omvandla röntgenstrålarna till elektriska laddningar samt sedan effektivt leda laddningarna till elektroder som i sin tur ger signaler till detektorsystemets ”bildskärm”. Först då framträder själva bilden digitalt.
Trots att projektet är utmanande har Feng Gao och projektgruppen som mål att utveckla en fungerande prototyp inom fem år.
Text Linköpings universitet
Bild Thor Balkhed