近年來(lái)，各***科學(xué)******直致力于研發(fā)柔性X射線(xiàn)平板探測器。然而，研發(fā)路上堵著(zhù)兩只“攔路虎”：***是難以制備大面積高效的柔性薄膜晶體管陣列，二是傳統微米***閃爍體材料不適合制造柔性器件。換句話(huà)說(shuō)，現有技術(shù)很難實(shí)現曲面以及不規則物體的三維成像。
 
近日，福州大學(xué)教授楊黃浩等人發(fā)現了***類(lèi)高性能X射線(xiàn)發(fā)光納米閃爍體長(cháng)余輝材料，有望突破***外技術(shù)限制，推動(dòng)高端X射線(xiàn)影像設備的***產(chǎn)化。
 
X射線(xiàn)影像技術(shù)在醫學(xué)診斷、安全檢查、工業(yè)無(wú)損探傷上具有廣泛而重要的應用。目前，市面主流的X射線(xiàn)影像設備為平板探測器，需要集成薄膜晶體管陣列(TFT)、非晶硅光電轉換層和閃爍體。
 
“閃爍體是平板探測器的核心部件，其作用是將高能量X射線(xiàn)光子轉為可見(jiàn)光。但目前，***產(chǎn)平板探測器包括高性能閃爍體材料在內的核心部件絕大部分依靠進(jìn)口?！备Ｖ荽髮W(xué)化學(xué)學(xué)院研究員陳秋水說(shuō)。
 
經(jīng)過(guò)長(cháng)期研究，科研人員制備出新型的稀土納米閃爍體長(cháng)余輝材料，提出了高能量X射線(xiàn)光子誘導缺陷產(chǎn)生長(cháng)余輝發(fā)光的機理。這種閃爍體具有尺寸易調控、無(wú)色透明、分散性良好、余輝性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
 
研究團隊將其與柔性基底相結合，制備出透明、可拉伸、無(wú)需電子電路的柔性X射線(xiàn)成像設備。相比傳統平板探測器，其成像空間分辨率具有明顯優(yōu)勢。經(jīng)過(guò)長(cháng)期研究，福大科研人員另辟蹊徑，在稀土鹵化物晶格中尋找靈感，制備出新型的稀土納米閃爍體長(cháng)余輝材料。這種閃爍體具有尺寸易調控、無(wú)色透明、分散性良好、余輝性能優(yōu)異等特點(diǎn)。
 
研究人員透露，發(fā)現的過(guò)程是個(gè)“意外驚喜”。2018年初，研究團隊的***位博士生(論文第***作者)在暗室中測試稀土納米顆粒發(fā)光性能時(shí)發(fā)現，在X射線(xiàn)停止照射后，納米顆粒仍然會(huì )持續發(fā)光。
 
經(jīng)過(guò)謹慎求證，研究團隊提出了基于高能量X射線(xiàn)光子誘導缺陷產(chǎn)生長(cháng)余輝發(fā)光的機理。在此基礎上，他們將納米閃爍體長(cháng)余輝材料與柔性基質(zhì)相結合，成功研制出了透明、可拉伸、高分辨的柔性X射線(xiàn)成像設備，并開(kāi)發(fā)了X射線(xiàn)發(fā)光擴展成像新技術(shù)。
 
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，這***研究成果實(shí)現了兩個(gè)突破。***先，長(cháng)余輝材料***次作為X射線(xiàn)成像設備的核心部件；其次，打破了傳統剛性平板探測器的固有限制，在設計原理和制備工藝上打開(kāi)了另***扇窗戶(hù)。
 
“我們平時(shí)常見(jiàn)的CT機、安檢儀等設備大多體積巨大且對工作環(huán)境要求較為嚴苛，這是因為光電轉換過(guò)程非常復雜，需要大量的集成電路協(xié)同工作?！睏铧S浩教授介紹說(shuō)。而新型稀土納米長(cháng)余輝材料作為X射線(xiàn)能量存儲的介質(zhì)時(shí)，其光學(xué)記憶功能可以保存X射線(xiàn)能量，替代復雜的集成電路裝置。
 
研究人員發(fā)現，其尺寸、形貌、發(fā)光性質(zhì)都更可控，適合用于制造柔性設備。這為制備新***代輕薄、便攜、低成本的X射線(xiàn)探測器和成像裝置提供了新思路和途徑。打個(gè)比方，拿***部手機拍攝，就能實(shí)現X射線(xiàn)柔性成像，不需要龐大規模的集成電路。
 
該課題由福州大學(xué)與新加坡***立大學(xué)、香港理工大學(xué)合作完成，研究成果于《自然》期刊在線(xiàn)發(fā)表?！蹲匀弧返耐谑鲈u指出，長(cháng)余輝發(fā)光納米晶體制造的柔性X射線(xiàn)探測器能夠產(chǎn)生對高度彎曲的三維目標物進(jìn)行高分辨成像，性能優(yōu)于商業(yè)化平板探測器。目前，研究團隊正在進(jìn)行跨學(xué)科合作，推進(jìn)高端X射線(xiàn)影像設備的***產(chǎn)化。
 
X射線(xiàn)是由于原子中的電子在能量相差懸殊的兩個(gè)能***之間的躍遷而產(chǎn)生的粒子流，是波長(cháng)介于紫外線(xiàn)和γ射線(xiàn)之間的電磁輻射。

注：文章來(lái)源于儀表網(wǎng)