Les dommages causés par les radiations constituent un problème sérieux dans de nombreux domaines, notamment la médecine et la science des matériaux. Cela peut entraîner une dégradation significative des propriétés des matériaux et peut également entraîner des effets secondaires nocifs chez les patients soumis à une radiothérapie. Malgré leur importance, les mécanismes exacts des dommages causés par les radiations ne sont pas encore entièrement compris, en particulier pour les matières organiques telles que les tissus biologiques et les produits pharmaceutiques.
La nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Physics, constitue une avancée majeure dans notre compréhension des dommages causés par les radiations. L’équipe a utilisé le laser à électrons libres LCLS du SLAC National Accelerator Laboratory en Californie pour générer des impulsions intenses de rayons X qui ont été utilisées pour irradier un cristal de la molécule organique tétraphénylcyclopentadiénone (TPCP). Les rayons X ont endommagé le réseau cristallin et l’équipe a utilisé diverses techniques pour mesurer les dégâts en temps réel.
Les résultats de l'étude montrent que les dommages causés par les radiations commencent par un processus appelé « rupture de liaison induite par l'ionisation ». Cela se produit lorsqu'un photon de rayon X fait sortir un électron d'un atome ou d'une molécule, créant ainsi une espèce instable et hautement réactive appelée « radical ». Le radical peut alors réagir avec d’autres molécules du cristal, endommageant le réseau cristallin.
L’équipe a également observé que les dommages étaient localisés dans la région du cristal irradiée par les rayons X. Cela suggère que les dommages causés par les radiations peuvent être minimisés en utilisant des faisceaux de rayons X hautement focalisés, ce qui permettrait aux chercheurs d'étudier les matériaux au niveau atomique sans causer de dommages importants.
La nouvelle étude fournit une compréhension détaillée, au niveau atomique, de la manière dont les dommages causés par les radiations se produisent dans les matériaux organiques. Ces informations sont essentielles au développement de nouvelles stratégies visant à prévenir ou à minimiser les dommages causés par les radiations dans un large éventail d'applications, notamment la médecine, la science des matériaux et l'imagerie par rayons X.
Outre les chercheurs de DESY, MPSD, de l'Université d'Aarhus et de l'Université de Hambourg, l'équipe comprenait également des chercheurs de l'UC Berkeley, de l'Université de Chicago et de l'Université de Californie à Irvine.
