Neues Polymermaterial könnte schwere Röntgenschürzen künftig überflüssig machen
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Ein leichtes und flexibles Polymermaterial könnte künftig die schweren Röntgenschürzen ersetzen, die heute in Spitälern und medizinischen Einrichtungen zum Schutz vor Strahlung eingesetzt werden. Nach Angaben der University of Waterloo bietet das neu entwickelte Material einen vergleichbaren Schutz vor Röntgenstrahlung, reduziert das Gewicht der Schutzkleidung jedoch um nahezu 90 Prozent.
Damit könnte die Belastung für medizinisches Fachpersonal deutlich sinken, da viele Beschäftigte aufgrund der schweren Schutzkleidung regelmässig über Rücken- und Nackenschmerzen klagen.
Bleihaltige Schürzen stehen in der Kritik
Derzeit bestehen die meisten Röntgenschürzen aus bleihaltigen Materialien. Diese werden oft über viele Jahre hinweg verwendet.
Nach Angaben der Forscher können dabei kleine Mengen Bleistaub freigesetzt werden, die von Mitarbeitenden eingeatmet oder verschluckt werden. Blei gilt als gesundheitsschädlich und kann unter anderem Herz-Kreislauf-System sowie Nervensystem beeinträchtigen.
Die Weltgesundheitsorganisation WHO weist darauf hin, dass es keine als sicher geltende Belastungsgrenze für Blei gibt.
Nanopartikel sorgen für den Strahlenschutz
Das Forschungsteam um Tizazu Mekonnen verfolgt deshalb einen anderen Ansatz. Statt schwerer Bleischichten setzen die Wissenschaftler auf Nanopartikel, die in flexible Polymermaterialien eingebettet werden.
Entscheidend ist dabei die gezielte Steuerung von Grösse, Verteilung und Anordnung der Partikel innerhalb des Materials. Auf diese Weise soll ein hoher Strahlenschutz bei deutlich geringerem Gewicht erreicht werden.
Für die Entwicklung konzentrierten sich die Forscher auf Wolfram. Das Metall besitzt eine besonders hohe Dichte und eignet sich daher gut zur Abschirmung von Röntgenstrahlung.
Dafür wurde Wolfram zunächst zu winzigen Nanopartikeln verarbeitet und anschliessend mit einem weichen Kunststoff auf Silikonbasis kombiniert.
Schichtaufbau verbessert die Flexibilität
Damit das Material trotz der Nanopartikel flexibel bleibt, wurden die Partikel in mehreren Schichten, sogenannten Gradienten, angeordnet.
Die Untersuchungen zeigten zudem, dass stäbchenförmige Nanopartikel die Röntgenstrahlung besonders effektiv blockieren.
Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Materials Today Physics“ veröffentlicht.
Mögliche Anwendungen über die Medizin hinaus
Aktuell untersucht das Forschungsteam weitere Einsatzmöglichkeiten für das Material.
Doktorand und Mitautor Aklilu G. Messele erforscht unter anderem, ob sich ähnliche Konzepte auch zum Schutz vor Gammastrahlung im Bereich der Kernenergie einsetzen lassen.
Darüber hinaus prüfen die Wissenschaftler Anwendungen zur Abschirmung elektromagnetischer Wellen, wie sie beispielsweise von Mobiltelefonen oder WLAN-Netzen ausgehen.
Nach Ansicht von Mekonnen sind solche Strahlungsquellen zwar fester Bestandteil des modernen Alltags, ihre langfristigen Auswirkungen auf den menschlichen Körper würden jedoch weiterhin erforscht. Denkbar seien künftig beispielsweise spezielle Smartphone-Hüllen mit zusätzlicher Schutzfunktion.
Quelle: pressetext.redaktion/Moritz Bergmann
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