X射线探测器是一种将X射线能量转换为可供记录的电信号的装置

   2022-05-11 工业品商城130
核心提示:X射线探测器是一种将X射线能量转换为可供记录的电信号的装置。它接收到射线照射,然后产生与辐射强度成正比的电信号。X射线自1895年被发现以来就被广泛应用于各个领域,尤其是医疗诊断与工业无损检测。而X射线探测器作为X射线成像系统的关键部件,一直备受研究者重视。在多年的发展中,X射线探测器主要有两个发展方向:一是
         X射线探测器是一种将X射线能量转换为可供记录的电信号的装置。它接收到射线照射,然后产生与辐射强度成正比的电信号。X射线自1895年被发现以来就被广泛应用于各个领域,尤其是医疗诊断与工业无损检测。而X射线探测器作为X射线成像系统的关键部件,一直备受研究者重视。
        在多年的发展中,X射线探测器主要有两个发展方向:一是结合数字化技术以及现在的人工智能,优化探测图像的细节,例如医学成像中的X射线断层成像(CT)、发射式计算机 断层成像(ECT)等;二是从探测材料本身的角度出发来提高探测器的性能。在这项研究中,澳大利亚研究团队就是发现了SnS纳米片在制作X射线探测器上的优势,从而完成了这一创新型成果。
        SnS具有特殊光学性质,如光学带隙为1.3 eV,非常接近光伏器件的最优带隙(约1.5 eV),其光学吸收系数也达到了104 cm−1。另外,Sn和S两种元素在自然界含量较高,并且环保无毒。这让SnS在光伏领域展现出较大的发展空间。研究团队在寻找超薄软X射线探测器候选材料的时候发现SnS纳米片具有很高的光子吸收系数,比另一种新兴候选材料金属卤化物钙钛矿更灵敏,响应时间更短,并且可以调节整个软X射线区域的灵敏度。这也让研究团队选择它作为制作超薄软X射线探测器的材料。
       研究团队使用基于液态金属的剥离方法生产SnS纳米片。以SnS纳米片为材料制作的X射线探测器厚度不到10纳米,而此前制造出的最薄X射线探测器厚度在20-50纳米之间。研究团队成功突破了X射线探测器的厚度极限。同时,SnS纳米片可以有效地探测水域中的软X射线光子。并且通过堆叠超薄层,SnS纳米片的灵敏度还可以进一步提高。无论是在灵敏度还是在响应时间上,SnS X射线探测器都已经大大超过了现有的直接软X射线探测器。
         当涉及到电网规模的可再生能源存储时,由于氧化还原液流电池可以在巨大的储罐中以相对较低的成本容纳大量的可再生能源,所以它们拥有巨大的发展前景。调节这些储能器之间的能量流动需要一个膜,而中国的科学家已经为这个关键部件提出了一个新的设计从而解决了一些缺陷并使该技术更接近于实现其潜力。
        虽然像特斯拉在南澳大利亚建造的大型锂离子电池是储存可再生能源的一种方式,但这些电池的组装成本高达数千万美元。氧化还原液流电池--即把能量储存在巨大的槽内的液体电解质中--则提供了一个更便宜的替代方案,并且还可以一次储存几个月的能量,正如目前在德国开发的世界上大的氧化还原液流电池所计划的那样。
        这些类型的电池的一个流行的化学成分是靠金属钒作为电解质,而这些钒氧化还原液电池的十分常见的膜材料是全氟磺酸(PFSA)。然而,这样做的一个问题是,钒离子容易渗透到膜中,使整个电池不稳定,影响其性能并缩短其寿命。
        中国科学院的研究人员已经瞄准了这个问题,他们通过一种混合材料对膜的功能进行微调。三氧化钨纳米粒子在非常细的氧化石墨烯片的表面上原位生长,据悉,氧化石墨烯是一种可通过石墨氧化制成的单层石墨片。
        这些薄片被嵌入到一种新型的PFSA膜中,该膜具有夹层结构,另还用一薄层聚四氟乙烯(特氟龙的基础)进行了加固。这里看到了氧化石墨烯片作为屏障以有选择性地减少了钒离子的渗透,而纳米颗粒课作为活性位点,进而促进了质子的运输,使库伦布效率和能源效率都变得很高--分别超过98.1%和88.9%。


 
 
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