რენტგენის გამოსხივება თავისუფალი ელექტრონების მიერ, რომლებიც ეჯახებიან ვან დერ ვაალის მასალას.კრედიტი: ტექნიონი – ისრაელის ტექნოლოგიური ინსტიტუტი
Technion-ის მკვლევარებმა შექმნეს ზუსტი რადიაციის წყაროები, რომლებიც, სავარაუდოდ, მიგვიყვანს გარღვევამდე სამედიცინო გამოსახულებაში და სხვა სფეროებში.მათ შეიმუშავეს რადიაციის ზუსტი წყაროები, რომლებმაც შეიძლება შეცვალონ ძვირადღირებული და შრომატევადი საშუალებები, რომლებიც ამჟამად გამოიყენება ასეთი ამოცანებისთვის.შემოთავაზებული აპარატი აწარმოებს კონტროლირებად გამოსხივებას ვიწრო სპექტრით, რომლის დარეგულირება შესაძლებელია მაღალი გარჩევადობით, შედარებით დაბალი ენერგიის ინვესტიციით.აღმოჩენებმა შესაძლოა გამოიწვიოს გარღვევა სხვადასხვა სფეროში, მათ შორის ქიმიკატებისა და ბიოლოგიური მასალების ანალიზი, სამედიცინო გამოსახულება, რენტგენის აღჭურვილობა უსაფრთხოების სკრინინგისთვის და ზუსტი რენტგენის წყაროების სხვა გამოყენება.

გამოქვეყნებული ჟურნალში Nature Photonics, კვლევას ხელმძღვანელობდნენ პროფესორი იდო კამინერი და მისი მაგისტრატურის სტუდენტი მაიკლ შენცისი, როგორც ნაწილი თანამშრომლობის რამდენიმე კვლევით ინსტიტუტთან ტექნიონში: ენდრიუ და ერნა ვიტერბის ელექტროინჟინერიის ფაკულტეტი, მყარი მდგომარეობის ინსტიტუტი, რასელ ბერის ნანოტექნოლოგიის ინსტიტუტი (RBNI) და ჰელენ დილერის ცენტრი კვანტური მეცნიერების, მატერიისა და ინჟინერიისთვის.

მკვლევართა ნაშრომი გვიჩვენებს ექსპერიმენტულ დაკვირვებას, რომელიც წარმოადგენს კონცეფციის პირველ მტკიცებულებას ბოლო ათწლეულის განმავლობაში შემუშავებული თეორიული მოდელების სერიების კონსტიტუციურ სტატიებში.პირველი სტატია ამ თემაზე ასევე გამოჩნდა Nature Photonics-ში.დაწერილი პროფესორი კამინერის მიერ MIT-ში პოსტდოქტორის დროს, პროფესორ მარინ სოლიაჩიჩისა და პროფესორ ჯონ იოანოპულოსის მეთვალყურეობის ქვეშ, ეს ნაშრომი თეორიულად წარმოადგენდა, თუ როგორ შეუძლიათ ორგანზომილებიან მასალებს შექმნან რენტგენის სხივები.პროფესორ კამინერის თქმით, „ამ სტატიამ დაიწყო მოგზაურობის დასაწყისი რადიაციის წყაროებისკენ, ორგანზომილებიანი მასალების უნიკალურ ფიზიკასა და მათ სხვადასხვა კომბინაციებზე - ჰეტეროსტრუქტურებზე.ჩვენ ამ სტატიის თეორიულ გარღვევაზე დავეყრდენით შემდგომი სტატიების სერიის შემუშავებას და ახლა ჩვენ მოხარული ვართ გამოვაცხადოთ პირველი ექსპერიმენტული დაკვირვება ასეთი მასალებისგან რენტგენის გამოსხივების შექმნაზე, რადიაციის პარამეტრების ზუსტად კონტროლის დროს. .”

ორგანზომილებიანი მასალები უნიკალური ხელოვნური სტრუქტურებია, რომლებმაც სამეცნიერო საზოგადოება 2004 წელს გრაფენის შემუშავებით ფიზიკოსების ანდრე გეიმისა და კონსტანტინე ნოვოსელოვის მიერ, რომლებმაც მოგვიანებით 2010 წელს მიიღეს ნობელის პრემია ფიზიკაში. გრაფენი არის ხელოვნური სტრუქტურა. ნახშირბადის ატომებისგან დამზადებული ერთი ატომური სისქე.პირველი გრაფენის სტრუქტურები ორმა ნობელის პრემიის ლაურეატმა შექმნა გრაფიტის თხელი ფენების, ფანქრის „საწერი მასალის“ ლენტის გამოყენებით.ორმა მეცნიერმა და შემდგომმა მკვლევარებმა აღმოაჩინეს, რომ გრაფენს აქვს უნიკალური და გასაკვირი თვისებები, რომლებიც განსხვავდება გრაფიტის თვისებებისგან: უზარმაზარი სიმტკიცე, თითქმის სრული გამჭვირვალობა, ელექტროგამტარობა და სინათლის გადაცემის უნარი, რაც საშუალებას იძლევა გამოსხივების გამოსხივება - წინამდებარე სტატიასთან დაკავშირებული ასპექტი.ეს უნიკალური მახასიათებლები ხდის გრაფენს და სხვა ორგანზომილებიან მასალებს პერსპექტიულ მომავალ თაობებს ქიმიური და ბიოლოგიური სენსორებისთვის, მზის უჯრედებისთვის, ნახევარგამტარებისთვის, მონიტორებისთვის და სხვა.

კიდევ ერთი ნობელის პრემიის ლაურეატი, რომელიც უნდა აღინიშნოს წინამდებარე კვლევაზე დაბრუნებამდე არის იოჰანეს დიდერიკ ვან დერ ვაალსი, რომელმაც მიიღო ნობელის პრემია ფიზიკაში ზუსტად ასი წლის წინ, 1910 წელს. ახლა მის სახელზე დასახელებული მასალები - vdW მასალები - ყურადღებას ამახვილებს. პროფ.კამინერის კვლევა.გრაფინი ასევე არის vdW მასალის მაგალითი, მაგრამ ახალი კვლევა ახლა აღმოაჩენს, რომ სხვა მოწინავე vdW მასალები უფრო სასარგებლოა რენტგენის სხივების წარმოებისთვის.Technion-ის მკვლევარებმა შექმნეს სხვადასხვა vdW მასალები და გაგზავნეს ელექტრონული სხივები მათში კონკრეტული კუთხით, რამაც გამოიწვია რენტგენის გამოსხივება კონტროლირებადი და ზუსტი გზით.გარდა ამისა, მკვლევარებმა აჩვენეს რადიაციული სპექტრის ზუსტი რეგულირება უპრეცედენტო გარჩევადობით, გამოიყენეს მოქნილობა vdW მასალების ოჯახების დიზაინში.

კვლევითი ჯგუფის ახალი სტატია შეიცავს ექსპერიმენტულ შედეგებს და ახალ თეორიას, რომლებიც ერთად იძლევა ორგანზომილებიანი მასალების ინოვაციური გამოყენების კონცეფციის მტკიცებულებას, როგორც კომპაქტურ სისტემას, რომელიც წარმოქმნის კონტროლირებად და ზუსტ გამოსხივებას.

”ექსპერიმენტი და თეორია, რომელიც ჩვენ შევიმუშავეთ მის ასახსნელად, მნიშვნელოვანი წვლილი შეაქვს სინათლის მატერიის ურთიერთქმედების შესწავლაში და გზას უხსნის რენტგენის გამოსახულების მრავალფეროვან გამოყენებას (მაგალითად, სამედიცინო რენტგენი), გამოყენებული რენტგენის სპექტროსკოპია. მასალების და მომავალი კვანტური სინათლის წყაროების დასახასიათებლად რენტგენის რეჟიმში“, - ამბობს პროფესორი კამინერი.