Emetimi i rrezeve X nga elektronet e lira që godasin një material van der Waals.Kredia: Technion – Instituti i Teknologjisë i Izraelit
Studiuesit e Technion kanë zhvilluar burime të sakta rrezatimi që pritet të çojnë në përparime në imazhet mjekësore dhe fusha të tjera.Ata kanë zhvilluar burime të sakta rrezatimi që mund të zëvendësojnë pajisjet e shtrenjta dhe të rënda që përdoren aktualisht për detyra të tilla.Aparati i sugjeruar prodhon rrezatim të kontrolluar me një spektër të ngushtë që mund të akordohet me rezolucion të lartë, me një investim relativisht të ulët të energjisë.Gjetjet ka të ngjarë të çojnë në përparime në një sërë fushash, duke përfshirë analizën e kimikateve dhe materialeve biologjike, imazhet mjekësore, pajisjet me rreze X për kontrollin e sigurisë dhe përdorime të tjera të burimeve të sakta të rrezeve X.

Botuar në revistën Nature Photonics, studimi u drejtua nga profesori Ido Kaminer dhe studenti i tij master Michael Shentcis si pjesë e një bashkëpunimi me disa institute kërkimore në Technion: Fakulteti i Inxhinierisë Elektrike Andrew dhe Erna Viterbi, Instituti i Gjendjes së Ngurtë, Instituti Nanoteknologjik Russell Berrie (RBNI) dhe Qendra Helen Diller për Shkencën Kuantike, Materien dhe Inxhinierinë.

Punimi i studiuesve tregon një vëzhgim eksperimental që ofron provën e parë të konceptit për modelet teorike të zhvilluara gjatë dekadës së fundit në një seri artikujsh përbërës.Artikulli i parë mbi këtë temë u shfaq gjithashtu në Nature Photonics.I shkruar nga Prof. Kaminer gjatë postdokumentit të tij në MIT, nën mbikëqyrjen e Prof. Marin Soljacic dhe Prof. John Joannopoulos, ai punim prezantoi teorikisht se si materialet dydimensionale mund të krijojnë rreze X.Sipas Prof. Kaminer, “ai artikull shënoi fillimin e një udhëtimi drejt burimeve të rrezatimit bazuar në fizikën unike të materialeve dydimensionale dhe kombinimet e tyre të ndryshme—heterostrukturat.Ne kemi ndërtuar mbi përparimin teorik nga ai artikull për të zhvilluar një seri artikujsh vijues, dhe tani, jemi të ngazëllyer të njoftojmë vëzhgimin e parë eksperimental mbi krijimin e rrezatimit me rreze X nga materiale të tilla, duke kontrolluar saktësisht parametrat e rrezatimit .”

Materialet dy-dimensionale janë struktura artificiale unike që pushtuan komunitetin shkencor rreth vitit 2004 me zhvillimin e grafenit nga fizikanët Andre Geim dhe Konstantin Novoselov, të cilët më vonë fituan çmimin Nobel në Fizikë në 2010. Grafeni është një strukturë artificiale e një trashësia e vetme atomike e bërë nga atomet e karbonit.Strukturat e para të grafenit u krijuan nga dy laureatët e Nobelit duke hequr shtresat e holla të grafitit, "materialin e shkrimit" të lapsit, duke përdorur shirit ngjitës.Dy shkencëtarët dhe studiuesit e mëvonshëm zbuluan se grafeni ka veti unike dhe befasuese që janë të ndryshme nga vetitë e grafitit: forcë e pamasë, transparencë pothuajse e plotë, përçueshmëri elektrike dhe aftësi për transmetimin e dritës që lejon emetimin e rrezatimit - një aspekt që lidhet me artikullin aktual.Këto karakteristika unike e bëjnë grafinin dhe materialet e tjera dydimensionale premtuese për gjeneratat e ardhshme të sensorëve kimikë dhe biologjikë, qelizave diellore, gjysmëpërçuesve, monitorëve dhe më shumë.

Një tjetër laureat i Nobelit që duhet përmendur përpara se t'i rikthehet studimit aktual është Johannes Diderik van der Waals, i cili fitoi çmimin Nobel në Fizikë saktësisht njëqind vjet më parë, në vitin 1910. Materialet e emërtuara tani me emrin e tij - materialet vdW - janë fokusi i Hulumtimi i Prof. Kaminer.Grafeni është gjithashtu një shembull i një materiali vdW, por studimi i ri tani zbulon se materiale të tjera të avancuara vdW janë më të dobishme për qëllimin e prodhimit të rrezeve X.Studiuesit e Technion kanë prodhuar materiale të ndryshme vdW dhe kanë dërguar rreze elektronike përmes tyre në kënde specifike që çuan në emetimin e rrezeve X në një mënyrë të kontrolluar dhe të saktë.Për më tepër, studiuesit demonstruan përshtatshmëri të saktë të spektrit të rrezatimit në rezolucion të paparë, duke shfrytëzuar fleksibilitetin në projektimin e familjeve të materialeve vdW.

Artikulli i ri nga grupi kërkimor përmban rezultate eksperimentale dhe teori të re që së bashku ofrojnë një provë koncepti për një aplikim inovativ të materialeve dydimensionale si një sistem kompakt që prodhon rrezatim të kontrolluar dhe të saktë.

“Eksperimenti dhe teoria që kemi zhvilluar për ta shpjeguar, japin një kontribut të rëndësishëm në studimin e ndërveprimeve dritë-materies dhe hapin rrugën për aplikime të ndryshme në imazhet me rreze X (rrezet X mjekësore, për shembull), spektroskopia me rreze X e përdorur për të karakterizuar materialet dhe burimet e ardhshme kuantike të dritës në regjimin e rrezeve X,” tha Prof. Kaminer.