阿德莱德大学，皇家阿德莱德医院和澳大利亚格里菲斯大学的研究人员与巴西坎皮纳斯大学的同事一起，提出了无铅X射线屏蔽材料的新概念[Nine等人，今日应用材料29（2022）101566，https://doi.org/10.1016/j.apmt.2022.101566]。

电离辐射源广泛用于医学成像和治疗、机场安全、工程以及核工业和航天工业，但需要保护来减轻对健康的不利影响。经常暴露于电离辐射的人员和患者通常求助于铅（Pb）围裙，这些围裙虽然提供保护，但重量较重，不灵活，有毒且耐用性有限。因此，人们对提供有效辐射防护的铅替代品非常感兴趣，并且已经研究了许多潜在的候选材料。

现在，由Dusan Losic领导的一个团队设计了一种基于二维材料铋烯层压结构的新型保护材料，作为传统的无铅混合和混合复合材料的替代品。

“[我们的]工作解决了传统辐射屏蔽复合材料中的几个关键问题，例如团聚，屏蔽颗粒的随机分布，大颗粒间间隙，低密度，微裂纹等，这些问题可能导致较差的X射线衰减，”该研究的第一作者Md J. Nine解释说。

块状锑的去角质产生结晶的单层锑烯纳米片，这些锑烯自组装成致密的薄膜，棉层上的颗粒间间隙最小，这些薄膜夹在弹性体（PDMS）中以形成柔性屏蔽材料。

“基于钏烯的层压结构显示出有效的X射线衰减，与其作为复合材料的传统形式相比，其增强了45%，尽管具有相同的成分，”Nine指出。

研究人员认为，层压二维材料为X射线辐射屏蔽提供了一个新概念，其独特的纳米层结构在层及其界面之间散射和反射光子。与相同成分的传统复合材料相比，分层二维材料提供了更好的屏蔽，并避免了微裂化和不灵活性等问题。

“应用包括我们需要保护电离辐射的领域，例如医学成像，放射治疗，机场安全，核燃料成像，结构故障诊断，国防和航天工业，”Nine说。

此外，该方法还有助于包含不同的二维材料，如MoS₂和MXenes，以创建多层三明治结构，这可以有效地衰减宽带电离辐射。研究人员现在计划制造轻质原型防护服，并探索高能伽马辐射的方法。

这项研究得到了ARC石墨烯支持产业转型研究中心的支持，由澳大利亚研究委员会资助。