新型閃爍體材料讓X射線檢測更靈敏更安全

近日從西北工業大學、福州大學獲悉，西北工業大學博士生導師、中國科學院院士黃維教授和新加坡國立大學劉小鋼教授與福州大學楊黃浩教授聯合帶領下的科研團隊，發現了一類全無機鈣鈦礦納米晶閃爍體，其對X射線具有非常高效的彩色輻射發光顯示，在超靈敏X射線檢測和高分辨X射線成像技術領域可以獲得應用，這一原創性成果日前在《自然》雜志上在線發表。

據介紹，X射線成像技術在醫學診斷、國防工業、核技術和輻射安全檢測等眾多領域均有著重要的應用。閃爍體材料是X射線技術應用中的核心器件，它可將高能X光子轉化為低能量的可見光，以實現X射線檢測與成像。目前絕大多數的閃爍體材料在高溫條件下煅燒合成，不僅價格昂貴，而且對X射線光子能量的轉化效率有限，同時其輻射發光波長也不易調控。

科研人員在研究中發現，含有銫和鉛重原子成分的鈣鈦礦納米晶閃爍體具有較強的X射線吸收能力、高效的三重態發光特征、可調控的電子能級結構以及較快的輻射發光速率。基于該類無機材料的本征特性，利用較之傳統方法更為簡易廉價的納米合成技術，該合作團隊實現了對X射線光子的高效轉化和發光顏色的精細調控，為多彩輻射發光顯示技術和超靈敏X射線檢測與成像技術發展提供堅實的基礎。此外，該類鈣鈦礦納米晶閃爍體的發現為制備大面積柔性閃爍體膜提供了可能性，可極大地提高X射線檢測與成像靈敏度，降低X射線在醫學診斷和X光機安全檢查等方面的輻射使用劑量，使得基于X光的應用更加安全。