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酵母 可穿戴辐射剂量计的解决方案

直接暴露于高剂量辐射,或甚至长期暴露于较低的职业剂量会对人类健康产生负面影响,并可能导致多种疾病。因此,监测可能受到辐射的个体之间的辐射暴露是公共卫生的一个重要方面。监测辐射的一种便捷方式是穿上一个小型的,个人的,可穿戴的剂量计。人员辐射剂量计,即“辐射标记”,基于无机材料,其通过产生电荷来响应电离辐射,该电荷可以随后通过电或光学方法测量。但这里有一个问题:这个人必须佩戴传感器几周,然后将其送到实验室进行读出。

辐射剂量学领域的创新进展非常缓慢,目前的大多数方法都可以追溯到几十年前。而且,这些设备昂贵且不易使用(它们需要复杂的读数,通常由销售它们的公司执行)。为了解决这个问题,普渡大学的一个科学家团队开始创建低成本,可穿戴和一次性的传感器,可以在一天内产生辐射剂量测量。此外,他们想知道生物微生物(酵母)是否可以用作剂量计中的传感材料。与煤矿中的金丝雀一样,读数将同时提供生物相关性。

传感器是在纸基底上制造的薄膜型装置,其中酵母(酿酒酵母)细胞在两个电极之间形成图案。将(干)传感器暴露于高能电离辐射(例如,γ射线或UV)会对酵母的蛋白质和DNA造成损害,一旦酵母被水活化,这反过来就会干扰葡萄糖发酵中涉及的代谢过程。损伤可检测为电导率的降低(与未照射的酵母相比)并且与辐射剂量暴露成比例。

酵母的低成本与印刷制造方法相结合导致产生非常便宜且一次性的徽章,其可用于医疗保健和核工业应用中的人员剂量测定。“这些结果展示了这种方法在不久的将来制造柔性电子产品的潜力。”Babak Ziaie教授总结道。此外,这些传感器可以使用卷对卷和其他柔性基板印刷技术以大面积格式制造。需要克服的下一个挑战与手持式读出装置的扩大制造,封装和开发有关。

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