Flessibile e organico, il detector di protoni è stato sviluppato all’interno di una collaborazione tra Federico II, CNR, INFN e gli atenei di Bologna, Trento, Roma Tre, Padova
Rilevare di radiazioni tramite transistor organici
Il nuovo rivelatore di protoni, flessibile e completamente organico, è stato sviluppato all’interno di un progetto finanziato dall’INFN e che ha visto una stretta collaborazione tra l’Università degli Studi di Napoli Federico II, l’Università di Bologna, l’Università di Trento, l’Università degli Studi Roma Tre, l’ Università di Padova, il CNR (Istituti IMM e SPIN) e l’INFN. I risultati di questo lavoro sono stati pubblicati recentemente su NPJ Flexible Electronics.
Nella versione attuale, il dispositivo sviluppato dalla collaborazione è in grado di misurare in tempo reale la dose rilasciata da un fascio di protoni e si presta a numerose applicazioni, dalla dosimetria medica in radioterapia alle applicazioni spaziali. In particolare nelle applicazioni oncologiche, il dispositivo è utile in caso di protonterapia dove un fascio di protoni viene indirizzato sul tumore per danneggiare il DNA delle cellule tumorali, impedendone così la replicazione.
Secondo Alberto Aloisio (Federico II di Napoli) ed Ettore Sarnelli (CNR-SPIN di Pozzuoli) “il rivelatore ha dimostrato ottime capacità di rivelare in tempo reale irraggiamenti protonici intensi, come quelli utilizzati in protonterapia, mostrando, un’eccellente stabilità elettronica e resistenza alla radiazione ionizzante. I sensori sono infatti già stati testati in condizioni operative reali presso il Laboratorio di tecniche nucleari per l’Ambiente e i Beni Culturali (LABEC) dell’INFN, utilizzando la strumentazione e le condizioni di lavoro impiegate nei protocolli medici di protonterapia, e inserendoli all’interno di fantocci di forme antropomorfe che simulano in 3D le parti del corpo umano su cui verrà effettuato il trattamento”.
Lo sviluppo di sensori basati su polimeri organici per la rivelazione di radiazioni amplia l’orizzonte applicativo dell’elettronica organica, aprendo alla possibilità di realizzare dispositivi flessibili, bio-compatibili, a grande area e basso costo. Le ricerche avviate in Ateneo presso il Dipartimento di Fisica ‘Ettore Pancini’ dal gruppo coordinato dal prof. Alberto Aloisio si inquadrano nelle attività della Task Force di Biolettronica. La TFA proseguirà gli studi sui nuovi rivelatori anche nell’ambito dell’Infrastruttura di Ricerca (IR) PRP@CERIC, recentemente finanziata su fondi PNRR.
Per approfondire
- Flexible fully organic indirect detector for megaelectronvolts proton beams (https://doi.org/10.1038/s41528-022-00229-w)