싱가포르의 과학자들은 연필 흑연의 새로운 비틀기가 더 나은 암 치료를위한 핵심 성분 일 수 있다고 말했다. 흑연은 쌓인 층으로 구성됩니다 그래 핀반복 된 육각형 고리에 배열 된 단일 원자 두께의 탄소 원자 시트. 이제 시트에 펜타곤, 격막 및 탄소 원자의 팔면을 추가하면 새로운 형태의 초박형 탄소 그것은 날카롭게 할 것을 약속합니다 아 원자 입자의 빔 사용 양성자 요법.
탄소 재료의 초박형 호일은 수십 년 동안 양성자 요법에 사용되어 입자를 종양을 죽이는 고정식 빔으로 여과했습니다. 그러나 그들은 시간이 걸리고 종종 빔의 정밀도를 낮추는 제조 공정의 불순물을 포함합니다. 설명 된 연구에서 자연 나노 기술, Jiong Lu 그리고 그의 싱가포르 국립 대학교와 중국의 동료들 탐지 가능한 불순물없이 단 3 초만에 200mm 시트의 새로운 종류의 초대형 탄소 재료를 재배 할 수있는 기술을 개발했습니다.
양성자 요법은 사이클로트론을 통해 수소 이온이 가속되어 종양에서 DNA를 파괴하는 데 사용되는 고 에너지 빔을 형성하는 비 침습적 방사선 치료법이다. 사이클로트론에서, 전자기장은 분자 수소의 이온을 가속화하며, 이들은 속도를 높이면서 바깥쪽으로 나선형으로 나선 것이다. 그런 다음 수소의 전자를 벗겨내는 탄소 호일을 공격하여 기계를 고 에너지 빔으로 빠져 나가는 양성자를 남깁니다. 양성자 요법은 종종 정밀성으로 인해 치료로 선호됩니다. 날카로운 빔은 건강한 조직을 보존하면서 종양을 제거합니다. 새로운 탄소는 더 선명하고 에너지 강렬한 빔을 약속하여 처리를 더욱 강력하게 만들었습니다.
UC-MAC (Ultra-Clean Monolayer Amorphous Carbon)라고 불리는 새로운 물질의 이점은 그래 핀의 완벽한 육각형 고리와 대조되는 장애 고리 구조에서 유래 한 것입니다. UC-MAC에 존재하는 구조는 나노 미터 너비의 10 분의 1에 불과한 재료에 작은 모공을 만듭니다. 연구원들은 이들 앙스트롬-규모의 구멍을 미세 조정하여 물질이 수소 이온을 필터링하는 방법을 제어하여 산란이 적은 양성자 빔을 생성하는 방법을 찾았다.
나노 로그와 나노 포어
새로운 기술은 고밀도 혈장으로 채워진 챔버 내부의 사파이어 웨이퍼 위에 구리 박막을 퇴적하는 것으로 시작합니다. 구리의 온도와 증착 된 속도에 따라, 불규칙한 결정은 나노로 그레인이라는 크기로 수십 개의 나노 미터가 형성됩니다. 나노 로그인은 UC-MAC가 성장하기에 적합한 조건을 제공하며, 결국 원자 두께의 탄소 재료의 완전한 층이 구리 위에서 결정화됩니다. 이 성장은 단 3 초 만에 탄소 호일을 재배하는 데 사용 된 이전 방법보다 훨씬 빠른 순서보다 훨씬 빠릅니다.
Huihui Lin프로젝트에서 일한 A*스타의 연구 과학자는 합성의 빠른 속도는 구리 상에 형성되는 나노 로그의 고밀도와 성장 챔버의 플라즈마에서 나온 것으로, 이는 기질과 반응하여 탄소 구조를 형성하는 고량의 입자를 제공한다고 설명합니다.
Lin은 암 치료의 잠재적 중요성에도 불구하고 UC-MAC는 원래 다른 응용 분야를 염두에두고 설계되었다고 말합니다. “우리는 전자 장치 및 광학 장치에서 시도했으며 3 년간의 작업 후 정밀 양성자 빔을 생산하기위한 막으로서의 고유 한 이점을 발견했습니다.”라고 그는 설명합니다.
재료의 앙스트롬 크기의 구멍으로 인해, 팀은 UC-MAC가 분자 수소 이온을 양성자로 전환하는 데 독특하게 적합하다는 것을 발견했습니다. 이미 제출 된 양성자 대신 사이클로트론을 통한 분자 수소 이온을 가속화하면 주어진 시간 내에 빔의 양성자 양을 크기로 증가시켰다.
Lin은 자료를 상업화 시점까지 가져 오는 데 여전히 시간이 걸릴 것이라고 생각합니다. 그는 다른 많은 2D 재료와 마찬가지로 기판에서 탄소를 재배하기 위해“수십 단계가 필요하다”고 설명합니다. 따라서 프로세스를 단순화하는 것은 상용화에 가까워지는 데 중요합니다. 그러나 결국, 물질은 양성자 요법을보다 널리 사용 가능한 치료 옵션으로 만들 수 있습니다. “UC-MAC는 양성자 빔을 더욱 조정하기 쉽게 만듭니다 [and] Lin은 말합니다.”라고 Lin은 말합니다.