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单壁碳纳米管与CeO2杂化基纳米复合材料在诊断放射学中对X射线辐射的协同效应评估

DOI:10.1016/j.radphyschem.2019.108562 期刊:Radiation Physics and Chemistry 出版年份:2019 更新时间:2025-09-12 10:27:22
摘要: 诊断过程中不必要的辐射暴露可能对健康造成严重危害。研究人员已针对重金属及其复合材料开展了大量研究以预防或降低这一风险。然而重金属存在重量大、刚性高或毒性等缺点,限制了其应用。迄今学界投入大量精力研发能衰减或吸收辐射的轻质高效防护涂层,聚合物复合材料被视为极具潜力的材料。本研究评估了含单壁碳纳米管(SWCNT)和氧化铈纳米颗粒(纳米铈)的聚二甲基硅氧烷杂化纳米复合材料的防护性能。在乌尔米亚伊玛目霍梅尼医院放射科采用诊断X光机对这些涂层进行了暴露测试,根据相关标准选用最佳测量方案,在窄束与宽束两种几何构型(NBG&BBG)下测量辐射束强度以评估衰减效果。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)分析纳米复合材料的形貌及纳米颗粒分散特性,分别采用热重分析(TGA)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究其热稳定性和化学成分。FTSEM图像及元素分析证实纳米颗粒在聚合物基体中呈现优异分散状态。相比纯聚二甲基硅氧烷涂层,其衰减效果显著提升,且随着纳米铈含量增加衰减率持续提高,最终该杂化样品的防护效率优于相同纳米铈含量的对比样品。
作者: Reza Zohdiaghdam,Mehdi Mahmoudian,Salman Salimi
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研究概述 实验方案 设备清单

评估诊断放射学中(60-120 kVp X射线)衰减量与负载纳米粒子量以及纳米复合材料总厚度之间的关系??梢运?,主要目标是实现一种用于诊断放射学中X射线辐射衰减的有效涂层,且重量更低。

研究表明,含有单壁碳纳米管和纳米氧化铈的混合纳米复合材料能显著提升诊断放射学中X射线的衰减效果。聚二甲基硅氧烷基体中两种纳米粒子的共存产生了协同效应,增强了涂层的防护性能?;旌涎返闹柿克ゼ跸凳蠓嵘?,表明其有望成为传统重金属屏蔽材料的有效轻质替代品。

该研究聚焦于纳米复合材料在诊断放射学中对X射线辐射的衰减特性。研究局限性包括所测试的X射线能量范围特定(60-120 kVp)以及仅关注聚二甲基硅氧烷作为聚合物基体。该研究未探究其他聚合物基体或更高能量辐射的影响。

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