Los daños por radiación son un problema grave en muchos campos, incluida la medicina y la ciencia de materiales. Puede causar una degradación significativa de las propiedades de los materiales y también puede provocar efectos secundarios nocivos en pacientes sometidos a radioterapia. A pesar de su importancia, los mecanismos exactos del daño por radiación aún no se comprenden completamente, particularmente en el caso de materiales orgánicos como tejidos biológicos y productos farmacéuticos.
El nuevo estudio, publicado en la revista Nature Physics, supone un importante paso adelante en nuestra comprensión del daño por radiación. El equipo utilizó el láser de rayos X de electrones libres LCLS en el Laboratorio Nacional del Acelerador SLAC en California para generar intensos pulsos de rayos X que se utilizaron para irradiar un cristal de la molécula orgánica tetrafenilciclopentadienona (TPCP). Los rayos X dañaron la red cristalina y el equipo utilizó una variedad de técnicas para medir el daño en tiempo real.
Los resultados del estudio muestran que el daño por radiación se inicia mediante un proceso llamado "rotura de enlaces inducida por ionización". Esto ocurre cuando un fotón de rayos X elimina un electrón de un átomo o molécula, creando una especie inestable y altamente reactiva llamada "radical". Luego, el radical puede reaccionar con otras moléculas del cristal, provocando daños en la red cristalina.
El equipo también observó que el daño estaba localizado en la región del cristal que fue irradiada por los rayos X. Esto sugiere que el daño por radiación se puede minimizar mediante el uso de haces de rayos X altamente enfocados, lo que permitiría a los investigadores estudiar materiales a nivel atómico sin causar daños significativos.
El nuevo estudio proporciona una comprensión detallada a nivel atómico de cómo se produce el daño por radiación en materiales orgánicos. Esta información es esencial para desarrollar nuevas estrategias para prevenir o minimizar el daño por radiación en una amplia gama de aplicaciones, incluida la medicina, la ciencia de materiales y las imágenes de rayos X.
Además de los investigadores de DESY, MPSD, la Universidad de Aarhus y la Universidad de Hamburgo, el equipo también incluyó investigadores de UC Berkeley, la Universidad de Chicago y la Universidad de California, Irvine.
