新型柔性X 射線成像技術(shù)有望突破國外技術(shù)限制推動高端X 射線影像設(shè)備的國產(chǎn)化

福州大學(xué)教授楊黃浩等人發(fā)現(xiàn)了一類高性能X 射線發(fā)光納米閃爍體長余輝材料，有望突破國外技術(shù)限制，推動高端X 射線影像設(shè)備的國產(chǎn)化。

自從一百多年前X 射線被發(fā)現(xiàn)，“X 光”就與人們的生活息息相關(guān)。從簡單的胸透到復(fù)雜的工業(yè)無損探傷，X 射線成像技術(shù)在許多領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。X 射線影像技術(shù)在醫(yī)學(xué)診斷、安全檢查、工業(yè)無損探傷上具有廣泛而重要的應(yīng)用。目前，市面主流的X 射線影像設(shè)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(zhuǎn)換層和閃爍體。

目前，我國高端X 射線醫(yī)學(xué)影像設(shè)備及關(guān)鍵元器件主要依賴于進(jìn)口。但福州大學(xué)楊黃浩教授、陳秋水教授和新加坡國立大學(xué)劉小鋼教授等領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)的一類稀土納米閃爍體長余輝材料，有望改變這一局面。

“閃爍體是平板探測器的核心部件，其作用是將高能量X 射線光子轉(zhuǎn)為可見光。但目前，國產(chǎn)平板探測器包括高性能閃爍體材料在內(nèi)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。

為攻克這一關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，楊黃浩教授、陳秋水教授團(tuán)隊聯(lián)合新加坡國立大學(xué)劉小鋼教授團(tuán)隊和香港理工大學(xué)黃勃龍教授進(jìn)行攻關(guān)，發(fā)現(xiàn)了一類高性能X 射線發(fā)光納米閃爍體，并提出了高能量X 射線光子誘導(dǎo)缺陷產(chǎn)生長余輝發(fā)光的機(jī)理。該發(fā)光機(jī)制的建立對新型鹵化物長余輝材料的探索與合成具有指導(dǎo)意義。

他們的研究表明，稀土納米晶閃爍體具有尺寸易調(diào)控、無色透明、分散性良好、余輝性能優(yōu)異等特點。因此，研究團(tuán)隊將其與柔性基底相結(jié)合，制備出透明、可拉伸、無需電子電路的柔性X 射線成像設(shè)備，實現(xiàn)了柔性、高分辨的全景X 射線成像，其成像空間分辨率相比傳統(tǒng)平板探測器具有明顯優(yōu)勢。福州大學(xué)科研人員突破X 射線成像技術(shù)瓶頸，制備出高效的納米閃爍體長余輝材料，據(jù)此研發(fā)新型柔性X 射線成像技術(shù)。未來，人們有望直接用手機(jī)拍攝X 光片

“想象一下，如果X 光機(jī)實現(xiàn)便攜化，就能造福更多人。比如，比賽中運(yùn)動員受傷了，現(xiàn)場就能進(jìn)行快速處理。這項技術(shù)將在國防軍工、應(yīng)急救援、乳腺成像、牙科全景成像、工業(yè)探傷、高能物理等領(lǐng)域展現(xiàn)巨大的潛力和應(yīng)用價值?！睏铧S浩教授說。

該研究打破傳統(tǒng)X 射線平板探測器的固有限制，為制備新一代柔性X 射線成像設(shè)備提供了新的思路和途徑，在便攜式X 射線探測器、乳腺成像、牙科全景成像、工業(yè)探傷、高能物理等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價值。研究成果已于《自然》期刊在線發(fā)表。

《自然》雜志的同期述評指出，長余輝發(fā)光納米晶體制造的柔性X 射線探測器能夠產(chǎn)生對高度彎曲的三維目標(biāo)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，福大領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊正在進(jìn)行跨學(xué)科合作，推進(jìn)高端X 射線影像設(shè)備的國產(chǎn)化。