X射線閃爍體是一類可以將高能X射線輻射轉(zhuǎn)換為可見或近可見光的特殊材料，在輻射探測、安全檢測、醫(yī)學成像、信息加密和航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應用前景。開發(fā)具有優(yōu)良水分散性、低毒性、與聚合物基質(zhì)相容性良好、室溫下對X射線高度敏感且可加工成柔性基質(zhì)的X射線閃爍體材料仍是該領(lǐng)域的重點研究方向和難點。
埃洛石納米管，是一種具有特殊中空管狀結(jié)構(gòu)的天然納米材料。埃洛石納米管較大的空腔體積，及表面弱電荷導致的粒子間斥力，使其具有良好的水分散性。此外，埃洛石納米管具有良好的生物相容性、低毒性、穩(wěn)定性、低成本和易于表面改性等優(yōu)勢，是構(gòu)建納米復合材料的理想基底。上述特點啟發(fā)他們以其為基材，制備具有X射線閃爍特性的納米復合材料。
針對上述問題和背景，河北大學張海磊副教授、楊艷民教授與根特大學Richard Hoogenboom教授等人合作，開展了如下工作：作者將檸檬酸配體分子修飾在埃洛石納米管表面，在納米管表面原位合成鋱基X射線閃爍體，并將其粒徑控制在納米尺度。其在X射線照射的開關(guān)切換狀態(tài)下顯示出同步放射性發(fā)光行為，具有良好的水分散性、穩(wěn)定性和低毒性，且與聚合物具體的相容性顯著改善。他們進一步針對不同領(lǐng)域的應用開發(fā)了三種材料：1）具有輻射致發(fā)光特性的聚氨酯復合多孔泡沫材料；2）可用于X射線成像柔性水凝膠閃爍體屏幕，為非曲面成像系統(tǒng)的構(gòu)建提供有益嘗試；3）用于多級防偽信息加密的復合水凝膠，真實信息僅可在X射線下讀取。上述研究成功拓展了X射線閃爍體材料在柔性復合材料領(lǐng)域的應用，也為高分子復合材料的精細化和高附加值化發(fā)展提供有力支持。
上述研究工作發(fā)表在《Nature Communications》期刊中。作者感謝國家自然科學基金委（Nos. 22102045 & 12374373）和國家留學基金委（No. 202108130104）的大力支持。
原文鏈接如下：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46287-8
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