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該研究工作由福州大學(xué)聯(lián)合新加坡國立大學(xué)劉小鋼教授團(tuán)隊(duì)和香港理工大學(xué)黃勃龍教授共同完成。該工作是福州大學(xué)雙一流建設(shè)的又一重要科研成果，標(biāo)志著福州大學(xué)在基礎(chǔ)研究方面取得了重要突破，進(jìn)一步提升了福州大學(xué)的國際影響力。
醫(yī)學(xué)影像設(shè)備元器件與光刻機(jī)、芯片、航空發(fā)動機(jī)等在2018年一并被《科技日報》列為“卡住中國脖子的35項(xiàng)技術(shù)”。其中，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，大多數(shù)X射線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。
但是，制造大面積、柔性的薄膜晶體管陣列和非晶硅光電轉(zhuǎn)換層仍存在巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，因此難以研制出柔性平板探測器。使用剛性的平板探測器難以實(shí)現(xiàn)曲面或者不規(guī)則目標(biāo)物的三維X射線成像。
為攻克這一關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，楊黃浩教授、陳秋水教授及其合作者發(fā)現(xiàn)了一類高性能X射線發(fā)光納米閃爍體，通過結(jié)合光譜技術(shù)、電子順磁共振表征、熱釋光學(xué)曲線分析、密度泛函理論計算、同步輻射技術(shù)對晶格缺陷的本質(zhì)展開研究，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。
該研究表明，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(diǎn)。因此，研究團(tuán)隊(duì)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(shí)現(xiàn)了柔性、高分辨的全景X射線成像，其成像空間分辨率大于20 lp/mm，相比傳統(tǒng)平板探測器具有明顯優(yōu)勢。
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。基于納米閃爍體的柔性X射線成像設(shè)備具有制備工藝簡單、便攜式、成本低、成像性能優(yōu)異等優(yōu)勢，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。目前我國的高端X射線影像設(shè)備及關(guān)鍵零部件主要依賴進(jìn)口。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03251-6
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