将高Z元素和多层结构集成到复合膜中,具有高能X射线屏蔽的间层散射效应
Haiyang Du1, Haipeng Yu1, Daniel K Macharia1
1State Key Laboratory of Advanced Fiber Materials, College of Materials Science and Engineering, Donghua University, Shanghai 201620, China.
Journal of colloid and interface science
|March 7, 2025
概括
新的复合膜为医疗专业人员提供有效的X射线屏蔽. 这些轻量级,灵活的材料利用多个高Z元素,提供高屏蔽效率,没有毒性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 医学物理 医学物理
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 高能电离辐射对医疗保健专业人员构成重大风险.
- 现有的以为基础的屏蔽材料很重,有毒.
- 需要先进,轻量级和有效的X射线屏蔽解决方案.
研究的目的:
- 开发用于高能X射线屏蔽的新型复合膜.
- 为了创建灵活和轻量级的替代品,以前.
- 为了研究多层复合膜的屏蔽性能,这些复合膜包含多个高Z元素.
主要方法:
- 使用混合聚烯 (PAN) 纤维增强热塑性聚氨 (TPU) 涂层的双层结构制造复合膜.
- 加入高ZX射线屏蔽颗粒,如二氧化 (SnO2),硫酸 (BaSO4) 和 bismuth 氧化物 (Bi2O3).
- 机械性能 (抗拉强度,弹性),密度和100keV的X射线屏蔽效率的表征.
主要成果:
- 优化复合膜LBa3.7/LBi3.7的拉伸强度为17.92MPa,具有很高的灵活性.
- 这种无复合膜比0.5mmPb的围轻18%,密度为~2.98gcm-3,厚度为2.24mm.
- LBa3.7/LBi3.7在100keV时实现了96.3%的高X射线屏蔽效率,这是由于吸收和层间散射效应的结合.
结论:
- 开发的多层复合膜为高能X射线屏蔽提供了有效和轻量级的解决方案.
- 这些材料为医疗专业人员的个人防护设备提供了可行的无替代品.
- 该研究提出了一个有前途的战略,用于创建先进的可穿戴屏蔽材料.
