新技術

新型柔性X 射線成像技術有望突破國外技術限制推動高端X 射線影像設備的國產化

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

自從一百多年前X 射線被發(fā)現，“X 光”就與人們的生活息息相關。從簡單的胸透到復雜的工業(yè)無損探傷，X 射線成像技術在許多領域發(fā)揮著巨大作用。X 射線影像技術在醫(yī)學診斷、安全檢查、工業(yè)無損探傷上具有廣泛而重要的應用。目前，市面主流的X 射線影像設備為平板探測器，需要集成薄膜晶體管陣列(TFT)、非晶硅光電轉換層和閃爍體。

目前，我國高端X 射線醫(yī)學影像設備及關鍵元器件主要依賴于進口。但福州大學楊黃浩教授、陳秋水教授和新加坡國立大學劉小鋼教授等領銜的研究團隊研究發(fā)現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 射線光子轉為可見光。但目前，國產平板探測器包括高性能閃爍體材料在內的核心部件絕大部分依靠進口。”福州大學化學學院研究員陳秋水說。

為攻克這一關鍵技術瓶頸，楊黃浩教授、陳秋水教授團隊聯(lián)合新加坡國立大學劉小鋼教授團隊和香港理工大學黃勃龍教授進行攻關，發(fā)現了一類高性能X 射線發(fā)光納米閃爍體，并提出了高能量X 射線光子誘導缺陷產生長余輝發(fā)光的機理。該發(fā)光機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意義。

他們的研究表明，稀土納米晶閃爍體具有尺寸易調控、無色透明、分散性良好、余輝性能優(yōu)異等特點。因此，研究團隊將其與柔性基底相結合，制備出透明、可拉伸、無需電子電路的柔性X 射線成像設備，實現了柔性、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。福州大學科研人員突破X 射線成像技術瓶頸，制備出高效的納米閃爍體長余輝材料，據此研發(fā)新型柔性X 射線成像技術。未來，人們有望直接用手機拍攝X 光片

“想象一下，如果X 光機實現便攜化，就能造福更多人。比如，比賽中運動員受傷了，現場就能進行快速處理。這項技術將在國防軍工、應急救援、乳腺成像、牙科全景成像、工業(yè)探傷、高能物理等領域展現巨大的潛力和應用價值。”楊黃浩教授說。

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、高能物理等領域展現出巨大的潛力和應用價值。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 射線探測器能夠產生對高度彎曲的三維目標物進行高分辨成像，性能優(yōu)于商業(yè)化平板探測器。

目前，福大領銜的研究團隊正在進行跨學科合作，推進高端X 射線影像設備的國產化。