Ученые Южно-Уральского государственного университета (ЮУрГУ) предложили принципиально новый материал, на основе которого можно будет изготавливать специальные стекла для использования в медицинских отраслях, где необходимо применение радиации. Например, для лечения рака. Исследование опубликовано в журнале Optical Materials.
Обычно при лучевой терапии, широко применяющейся в онкологии для лечения злокачественных опухолей, используются экраны, шлемы и очки из специальных стекол. Это делается для защиты медицинского персонала, здоровых участков тела пациента и чувствительных элементов оборудования от радиации. Но часто в их состав входит свинец — опасный для человека и трудный для утилизации материал.
На замену ему ученые ЮУрГУ разработали материал, в основе которого находится химическое соединение из оксидов стронция и бора, а также диоксида теллура. Эта комбинация позволяет создавать стекла высокой плотности, вместе с этим обеспечивая эффективную защиту от гамма-излучения. В нем отсутствуют дорогостоящие компоненты, например церий, что делает его намного дешевле конкурентов.
«Мы предложили принципиально новый материал, которым можно заменить свинец, и показали, что он способен эффективно экранировать гамма-излучение. Стронций-борат-теллуритные стекла обладают как высокой плотностью, так и эффективным атомным номером. Оксид стронция также является оксидом тяжелого металла, и если его добавить к стеклу, то это повысит плотность материала, что является важным параметром в радиационной защите», — рассказала младший научный сотрудник лаборатории роста кристаллов ЮУрГУ Дарья Тишкевич.
Все эти преимущества позволяют использовать его не только в медицине, но и в космонавтике, атомной отрасли, при проведении научных исследований.
«Защита от ионизирующих излучений нужна не только в медицине, но и в атомной, авиакосмической и научной деятельности. Например, можно делать радиационно-защитные очки, шлемы, окна, иллюминаторы, ширмы и монтировать их в стены», — добавила Дарья Тишкевич.
В феврале 2003 года Европейский Союз разработал директиву об ограничении использования опасных веществ (Restriction of Hazardous Substances), чтобы защитить людей и окружающую среду. В этой директиве свинец находится на первом месте. Поэтому специалисты во многих странах мира продолжают искать новые материалы, способные заменить свинец не только в медицине, но и в других областях его применения.
Ученые из ЮУрГУ считают, что сравнительно простая технология производства, возможность формировать стекла различной толщины и формы, и самое главное — высокие значения эффективности экранирования делают новый материал конкурентоспособным. Еще одно преимущество разработки, по словам создателей, относительно низкая цена — так как в производстве не используют дорогостоящее сырье (например, церий), то он стоит значительно дешевле существующих на рынке аналогов.
