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特大喜讯丨福州大学杨黄浩教授作为通讯作者在NATURE上发表最新研究成果!


8月27日,世界顶级杂志NATURE在线发表了福州大学杨黄浩教授课题组的合作研究论文

”All-inorganic perovskite nanocrystal scintillators”。


这是福州大学首次在该期刊发表论文,实现了福州大学在该世界顶级杂志发表科研成果零的突破。



该论文是福州大学与新加坡国立大学刘小钢教授、西北工业大学黄维院士共同完成的,杨黄浩教授是该论文的共同通讯作者,福州大学是论文的共同通讯单位。该论文是福州大学双一流建设的重要成果,标志着福州大学的国际影响力的进一步提升。



研究亮点:

  1.  发明了一种全无机钙钛矿纳米晶闪烁体,在可见光区可调谐。

  2.  集成了一种柔性和超高灵敏度的X-射线探测器。

  3.  探索了X-射线探测器的结果可视化以及在电子电路领域的应用。


闪烁体是什么?


自1895年X射线被德国物理学家伦琴发现以来,X射线技术在国防、医学、安检、材料分析等领域均有广泛而重要的应用。

闪烁体材料由于可将X射线转为可见光而成为重要的研究对象,是一类吸收高能粒子或射线后能够发光的材料,可用于辐射探测和安全防护,通常在应用中将其加工成晶体,称为闪烁晶体。

近年来,随着各领域对辐射探测材料的不断增加的需求,对于闪烁体的研究也显得越来越重要。




问题在于:

常规闪烁体一般是通过高温晶化合成的块体材料,其辐射发光性能很难在可见光区调谐。


为解决该重大科学技术难题,杨黄浩教授及其合作者发现了全无机钙钛矿纳米晶闪烁发光的新机制,并证实了其在超灵敏X射线检测与成像分析中具有重要的应用价值。



图1. 钙钛矿纳米晶闪烁体的全彩色可调谐辐射发光


这些纳米晶闪烁体表现出超强的X-射线吸收,并在可见光区表现出明显的辐射发光行为。和体相的无机闪烁体不一样的是,这些钙钛矿纳米晶是通过溶液制得,合成温度相对较低,因此可以产生X-射线诱导的激发,通过对合成前驱体中阴离子的改变就可实现在可见光区的可调谐。


图2. 钙钛矿纳米晶中X-射线能量转化机理研究


这些特征让研究人员制造柔性和高灵敏的X-射线探测器,探测极限最低可达到13 nGy s-1,是典型医学成像辐射剂量的1/400。也就是说,医院拍片后对人体辐射剂量的1/400,都可以被这个探测器探测到。


图3. 基于CsPbBr3的超灵敏X-射线探测和成像仪



 这种颜色可调的钙钛矿纳米晶闪烁体,为探测结果的可视化提供了更为简便的方法,只需要通过数码相机记录相关图片即可。除此之外,还可以和商业平板成像仪集成,用于检测电子电路板的低剂量X-射线辐射。


图4. 电子电路中的辐射检测应用

该成果对X射线闪烁体材料的发展与应用具有重要的科学意义,为实现闪烁体材料的性能调控提供了一条全新思路和途径。

基于钙钛矿纳米晶闪烁体的X射线成像分析技术具有制备工艺简单、成本低和辐射剂量低的突出优势,将使得X射线成像分析在应用中更加安全,在医疗诊断、国防工业和制造业中具有重要的应用价值和重大前景。


最后,来欣赏几张美图



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来源:纳米人、福大新闻网


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