如果醫(yī)院有一款超靈敏的X射線探測檢測器， 每一次X光檢查對人體的有害輻射可極大地減少，甚至危害可忽略，你會(huì)不會(huì)覺得安全了很多。

日前，西北工業(yè)大學(xué)黃維院士與新加坡國立大學(xué)劉小鋼教授（西北工業(yè)大學(xué)長江學(xué)者講座教授）以及福州大學(xué)楊黃浩教授帶領(lǐng)下的國際合作團(tuán)隊(duì)，在X射線閃爍體研究領(lǐng)域取得了突破性的重大進(jìn)展，使之成為可能。

在長期研究的基礎(chǔ)上，他們發(fā)現(xiàn)了一類全無機(jī)鈣鈦礦納米晶閃爍體，其在可見光區(qū)可調(diào)諧。較之于傳統(tǒng)閃爍體，基于該類納米晶制備而成的閃爍體對X射線具有高效的輻射發(fā)光響應(yīng)。該工作不僅實(shí)現(xiàn)了基于該型閃爍體的彩色輻射發(fā)光顯示，還集成了一種柔性和超高靈敏度的X射線探測器，探索了X射線探測器的結(jié)果可視化以及在電子電路領(lǐng)域的應(yīng)用。這些原創(chuàng)性成果于8月27日在《自然》雜志上在線發(fā)表。

論文鏈接：

http://www.nature.com/articles/s41586-018-0451-1

閃爍體到底是啥？可能很多人都沒聽過這個(gè)詞，但其實(shí)，我們的日常生活中并不陌生。

閃爍體是一類吸收高能粒子或射線后能夠發(fā)光的材料，可用于輻射探測和安全防護(hù)，通常在應(yīng)用中將其加工成晶體，稱為閃爍晶體。在醫(yī)學(xué)上，閃爍體是核醫(yī)學(xué)影像設(shè)備比如X光、CT等檢查設(shè)備的核心部件。同時(shí)，在行李安檢、集裝箱檢查、大型工業(yè)設(shè)備無損探傷、石油測井、放射性探測、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，閃爍體都發(fā)揮著不可替代的作用。

以往常規(guī)閃爍體一般是在高溫條件下煅燒合成，不僅價(jià)格昂貴，而且對X射線光子能量的轉(zhuǎn)化效率有限，其輻射發(fā)光性能很難在可見光區(qū)調(diào)諧。

有鑒于此，黃維院士團(tuán)隊(duì)在研究中發(fā)現(xiàn)了一種含有銫和鉛重原子成分的鈣鈦礦納米晶閃爍體，具有較強(qiáng)的X射線吸收能力、高效的三重態(tài)發(fā)光特征、可調(diào)控的電子能級結(jié)構(gòu)以及較快的輻射發(fā)光速率。和其他無機(jī)閃爍體不一樣的是，這些鈣鈦礦納米晶是通過溶液制得，合成溫度相對較低，因此可以產(chǎn)生X射線誘導(dǎo)的激發(fā)，通過對合成前驅(qū)體中陰離子的改變就可實(shí)現(xiàn)在可見光區(qū)的可調(diào)諧。

研究人員利用鈣鈦礦納米晶閃爍體特征制造出的柔性和高靈敏的X-射線探測器，探測極限最低可達(dá)到13 nGy s-1，是普通醫(yī)學(xué)成像輻射劑量的1/400。也就是說，醫(yī)院拍片后對人體輻射劑量的1/400，都可以被這個(gè)探測器探測到。

這種輻射發(fā)光顏色可調(diào)的鈣鈦礦納米晶閃爍體，為X射線的可視化探測提供了更為簡便的方法，只需要通過數(shù)碼相機(jī)記錄相關(guān)圖片即可。除此之外，還可以和商業(yè)平板成像儀集成，用于檢測電子電路板的低劑量X-射線輻射。

此外，該類鈣鈦礦納米晶閃爍體的發(fā)現(xiàn)為制備大面積柔性閃爍體膜提供了可能性，可極大地提高X射線檢測與成像靈敏度，降低X射線在醫(yī)學(xué)診斷和X光機(jī)安全檢查等方面的輻射使用劑量，使得基于X光的應(yīng)用更加安全。

該研究成果為實(shí)現(xiàn)閃爍體材料的性能調(diào)控提供了全新思路和途徑。這類鈣鈦礦納米晶閃爍體的出現(xiàn)，不僅能夠大大促進(jìn)X射線檢測技術(shù)與成像原理在醫(yī)學(xué)成像、國防科技、安全檢查和高能物理研究等眾多傳統(tǒng)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，同時(shí)也將推動(dòng)納米發(fā)光材料新興領(lǐng)域在國計(jì)民生中的應(yīng)用。

相關(guān)研究工作以“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”為題于Nature雜志在線發(fā)表，黃維為該論文的共同通訊作者。該研究工作得到了國家重大科學(xué)研究（973）計(jì)劃（2015CB932200 鈣鈦礦型太陽電池的基礎(chǔ)研究）和國家自然科學(xué)基金（21635002, 21471109, 21210001、21405143）的支持。

據(jù)悉，2014年以來，黃維院士領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)已相繼在《自然》（Nature）《自然.材料》（Nature.Materials）《自然.納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）《自然.光子學(xué)》（Nature Photonics）和《自然.通訊》（Nature Communications）等國際頂尖學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表一系列重要學(xué)術(shù)成果。此次發(fā)現(xiàn)的全無機(jī)鈣鈦礦納米晶閃爍體實(shí)現(xiàn)多彩輻射發(fā)光和超靈敏X射線檢測，是該團(tuán)隊(duì)取得的又一重大科研成果。（來源：西北工業(yè)大學(xué)）