柔性复合材料新突破！河北大学研究团队利用创新 X 射线闪烁体开发 3 种新材料
内容提要
河北大学和根特大学的研究人员开发出了一种具有良好水分散性和对X射线高度敏感的闪烁体材料。他们成功制备了三种材料，包括具有辐射致发光特性的聚氨酯泡沫材料、可用于X射线成像的柔性水凝胶闪烁体屏幕和用于多级防伪信息加密的复合水凝胶。这些材料在X射线检测和成像方面具有潜在应用价值。研究结果发表在Nature Communications上。
延伸解读
水分散性设计如何简化柔性闪烁体制备
该研究以无铅的Na5Lu9F32:Tb3+纳米颗粒改性埃洛石纳米管，利用HNTs良好的水分散性和表面负电荷，实现了水基加工。相比传统高温煅烧闪烁体，这种水分散性策略避免了高温合成和复杂转移，可直接涂覆、渗透或共混到聚氨酯泡沫、水凝胶等柔性基底中，为低成本、大面积制备柔性X射线闪烁体提供了新路径。
三种材料形态对应不同应用场景
研究展示了三种材料：聚氨酯泡沫经功能化后具有辐射致发光特性，可制成可穿戴的X射线指示片或挂件；柔性水凝胶闪烁体屏幕可用于X射线成像，且能弯曲适应非平面物体；复合水凝胶则利用X射线激发与紫外激发下不同的发光行为，实现多级防伪信息加密。这些形态分别指向辐射安全检测、医学成像和信息安全等潜在方向。
性能优势与现有局限
HNTs@Na5Lu9F32:Tb3+在X射线照射下发出强烈绿色荧光，544纳米处发射峰最强，且涂层均匀、稳定性良好。但研究也指出，此前其他闪烁体在更低剂量下已实现类似高分辨率成像，本工作的优势在于更简单的水基制备和可扩展性。此外，柔性水凝胶的机械性能仍受组分影响，含HNTs的水凝胶拉伸强度优于含OA@Na5Lu9F32:Tb3+的版本。
自主创新与市场背景
文章引用市场报告称，2022年中国闪烁体市场规模为4.79亿元，全球为43.85亿元，预计2028年全球将达69.85亿元。但高性能闪烁体核心部件仍主要依赖进口，面临成本高和技术封锁。该研究以无铅、水分散、易加工为特点，为开发新型X射线成像闪烁体材料提供了自主创新思路，但距离大规模商业化应用仍需进一步验证。
Q&A
河北大学的研究团队开发了哪些新材料？
研究团队开发了聚氨酯泡沫材料、柔性水凝胶闪烁体屏幕和复合水凝胶三种新材料。
HNTs@Na5Lu9F32:Tb3+在X射线照射下有什么特性？
HNTs@Na5Lu9F32:Tb3+在X射线照射下发出强烈的绿色荧光，具有良好的发光特性。
研究中使用的基础材料是什么？
研究中使用的基础材料是无铅X射线闪烁体纳米颗粒改性的埃洛石纳米管。
新开发的柔性水凝胶闪烁体屏幕有哪些优点？
柔性水凝胶闪烁体屏幕具有良好的热稳定性和光稳定性，适用于X射线成像。
多级防伪信息加密的复合水凝胶是如何工作的？
复合水凝胶通过X射线激发的不同发射行为实现信息存储，具有多层加密功能。
中国闪烁体市场的现状如何？
中国闪烁体市场规模逐年增长，但核心部件仍依赖进口，亟需自主创新研发新材料。
