闽都创新实验室MOF基闪烁体材料及其X-射线成像应用获新进展

时间:2021-11-11 字体【 | |

  X-射线闪烁体是一类能够将高能X-射线转化为低能量的紫外可见光的辐射探测材料,被广泛应用于医学成像、安全检查、工业探伤、环境监测等领域。传统商用闪烁体(如NaI:Tl、CsI:Tl等)光产额高,但是其易潮解,合成条件苛刻。MOF基闪烁体因其结构可设计、功能可调、合成条件温和等优势,引起材料学家广泛关注。

  

  上图:X-射线成像系统示意图;下图:成像实验物品实物图和X光照片

  闽都创新实验室郭国聪研究员领导的研究团队利用高发光效率的有机配体作为主要的光发射功能基元,高X-射线衰减效率的重金属无机单元作为X-射线吸收功能基元,利用无机和有机功能基元间协同效应,得到X-射线响应的无机-有机杂化闪烁材料。该工作通过简单的溶剂热过程,得到1例在X-射线照射下展现出明亮绿光发射的Pb-MOF化合物,该化合物具有较好的湿度稳定性和耐辐照能力,在42 mGy/s剂量率的X-射线连续辐照9小时后,其闪烁光强度几乎保持不变且其骨架结构保持完整。鉴于以上综合性能特点,制备了柔性的基于Pb-MOF的高分子混合基质薄膜,并利用其作为闪烁屏开展实验物的成像试验研究,所得的X光照片可清晰观察到物体内部结构,其分辨率为5.5 lp/mm。该项工作是MOF基闪烁体在X-射线成像应用的首次探索,证明了MOF基闪烁体在X-射线成像应用的可能性。相关工作以《Sensitive X-ray Detection and Imaging by a Scintillating Lead(II)-based Metal-Organic Framework》为题,发表在Chemical Engineering Journal, 430 (2022) 133010, DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133010,博士生王文飞为该论文第一作者,郑发鲲研究员和郭国聪研究员为通讯作者。

  此前,该研究团队在MOF基闪烁体的设计合成及材料研究方面取得了一些重要进展(J. Mater. Chem. C. 2021, 9, 5615; Dalton Trans. 2020, 49, 7309; Chem. Commun. 2019, 55, 13816; J. Mater. Chem. C. 2019, 7, 11099; Dalton Trans. 2019, 48, 1722)。

  文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721045861?dgcid=autor

  

  (郭国聪研发团队供稿)

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