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(xué)成像、資訊加密和航空航太等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景?，F(xiàn)有X射線閃爍體材料主要以無機晶體材料為主，其與聚合物基材的相容性和水分散性均較差，難以獲得良好的可加工性能，因此在柔性材料領(lǐng)域的應(yīng)用受到嚴重限制。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，是由1:1型鋁矽片層在自然條件下捲曲而成的一種具有特殊中空管狀結(jié)構(gòu)的納米材料。埃洛石納米管較大的空腔體積，及表面弱電荷導(dǎo)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、低成本和易於表面改性等優(yōu)勢。

針對上述問題和背景，河北大學(xué)張海磊副教授、楊豔民教授與根特大學(xué)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，並將其粒徑控制在納米尺度。合成的納米複合材料(HNTs@Na₅Lu₉F₃₂:Tb³⁺)可在X射線輻射下發(fā)射強綠色螢光，在X射線照射的開關(guān)切換後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。我們進一步針對不同領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā)了三種材料：1）具有輻射致發(fā)光特性的聚氨酯複合多孔泡沫材料，可進一步與可穿戴材料複合，用於輻射洩露即時監(jiān)測。2）可用于X射線成像柔性水凝膠閃爍體螢?zāi)?，為非曲面成像系統(tǒng)的構(gòu)建提供有益嘗試。高長徑比納米材料的引入顯著改善了柔性閃爍體屏的力學(xué)性能。3）用於多級防偽資訊加密的複合水凝膠，其在自然光下無法讀取資訊，紫外光下呈現(xiàn)“偽資訊”，真實資訊僅可在X射線下呈現(xiàn)。上述研究成功拓展了X射線閃爍體材料在柔性複合材料領(lǐng)域的應(yīng)用，也為高分子複合材料的精細化和高附加值化發(fā)展提供有力支援。

上述研究工作發(fā)表在《Nature Communications》期刊。本項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委（Nos. 22102045 & 12374373）和國家留學(xué)基金委（No. 202108130104）的經(jīng)費支持。

來源：高分子科學(xué)前沿
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