Los investigadores desarrollan un nuevo método para obtener imágenes en color con rayos X

Imágenes en color de la sombra de una muestra

25.01.2023 - Alemania

Un equipo de investigadores de la Universidad de Gotinga ha desarrollado un nuevo método para producir imágenes de rayos X en color. Hasta ahora, la única forma de determinar la composición química de una muestra y la posición de sus componentes mediante el análisis de fluorescencia de rayos X era enfocar los rayos X y escanear toda la muestra. Esto lleva mucho tiempo y es caro. Ahora, los científicos han desarrollado un método que permite obtener una imagen de un área extensa a partir de una sola exposición, sin necesidad de enfocar y escanear. El método se ha publicado en la revista Optica.

A diferencia de la luz visible, no existen lentes de potencia comparable para las radiaciones "invisibles", como los rayos X, los neutrones o los rayos gamma. Sin embargo, estos tipos de radiación son esenciales, por ejemplo, en medicina nuclear y radiología, así como en ensayos industriales y análisis de materiales. Entre los usos de la fluorescencia de rayos X se encuentran el análisis de la composición química de pinturas y objetos culturales para determinar su autenticidad, origen o técnica de producción, o el análisis de muestras de suelo o plantas en la protección del medio ambiente. También se puede comprobar la calidad y pureza de los componentes semiconductores y los chips informáticos mediante el análisis por fluorescencia de rayos X.

Para su nuevo método, los científicos utilizaron una cámara de rayos X en color desarrollada por PNSensor en Múnich y un novedoso sistema de imagen que consiste esencialmente en una placa especialmente estructurada y recubierta de oro entre el objeto y el detector, lo que significa que la muestra proyecta una sombra. El patrón de intensidad medido en el detector proporciona información sobre la distribución de los átomos fluorescentes en la muestra, que puede descodificarse mediante un algoritmo informático. Este nuevo enfoque significa que la placa puede estar muy cerca del objeto o del detector, a diferencia de lo que ocurre cuando se utiliza una lente de rayos X, lo que lo convierte en un método práctico.

"Hemos desarrollado un algoritmo que nos permite crear de forma rápida y robusta una imagen nítida, simultáneamente para cada color de rayos X", explica el primer autor, el Dr. Jakob Soltau, investigador postdoctoral del Instituto de Física de Rayos X de la Universidad de Gotinga. El coautor Paul Meyer, estudiante de doctorado en el mismo instituto, añade: "La óptica simplemente no puede compararse con las lentes normales; fueron fabricadas según nuestras especificaciones precisas por una nueva empresa de Suiza". Esta nueva empresa, XRNanotech, está especializada en nanoestructuras y fue fundada por el Dr. Florian Döhring, que realizó su doctorado en la Universidad de Gotinga. El profesor Tim Salditt, director del grupo de investigación, concluye: "A continuación, queremos ampliar este enfoque a la obtención de imágenes tridimensionales de muestras biológicas, así como explorar fenómenos de la imagen como la dispersión inelástica de rayos X, neutrones o radiación gamma en medicina nuclear."

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