Композит на основе эпоксидной смолы с наполнением из наночастиц оксида цинка может стать безопасной альтернативой свинцу.
На сегодняшний день основными материалами, которые блокируют проникновение ионизирующего излучения, являются свинец и барит.
Свинец является токсичным для человека при прямом контакте, поэтому помещается в другой материал, такой как сталь, алюминий, резина или винил, что делает рентгенозащитное изделие безопасным.
Барит – более экологичный рентгенозащитный материал, но менее надежный. Если источник излучения превышает мощность в 100 кВ, то барит может потерять свои защитные свойства, что может представлять опасность для здоровья человека.
Исследователи из Уральского федерального университета, работающие совместно с учеными из Иордании и Малайзии, синтезировали новый рентгенозащитный материала на основе эпоксидной смолы с наполнителем из наночастиц оксида цинка.
Наночастицы оксида цинка безопасны для человека, обладают устойчивостью к уф-излучению, химической и физической стабильностью, а также антибактериальными свойствами.
Вместе с наночастицами оксида цинка исследователи предлагают использовать эпоксидную смолу, так как данный полимер, обладает не только устойчивостью к нагреванию, химическим реакциям, высокой прочностью и жесткостью, но и низкой стоимостью производства.
— Вольфрам, уран и некоторые другие металлы с высокой экранирующей способностью нельзя использовать для защиты от излучения по экологическим и экономическим соображениям. Чистые полимеры плохо ослабляют рентгеновское и гамма-излучение, однако, добавляя в них химические элементы с более высокими атомными номерами, можно значительно повысить их экранирующую способность, — сообщил соавтор работы, профессор кафедры атомных станций и возобновляемых источников энергии УрФУ Олег Ташлыков.
У новой разработки есть как преимущества, так и недостатки. К плюсам можно отнести то, что, по заявлению ученых, материал удобен для использования в труднодоступных пространствах сложной формы. К минусам же можно отнести то, что материал обладает меньшей степенью защиты от ионизирующего излучения, нежели свинец. Решить эту проблему возможно за счет увеличения толщины нового композитного материала.
Но эффективность радиационной защиты разработки ученых зависит не только от толщины материала, но и от других переменных, таких как концентрация наночастиц оксида цинка, их размера частиц и других нюансов.
На сегодняшний день исследование продолжается, ученые планируют испытать другие наполнители для эпоксидной матрицы, чтобы выявить наиболее перспективные составы, а также детально исследовать влияние технологии изготовления композита на его экранирующие свойства.