將無鉛金屬鹵化物粉末引入閃爍屏需要一些修補。一旦 KAUST 團隊制定出正確的技術,他們就能夠生產出異常高效、堅固和靈活的閃爍薄膜,從而為醫療、工業和安全 X 射線成像帶來顯著改進。
閃爍材料響應吸收不可見的 X 射線高能光子而釋放可見光或“閃爍”。它們用于構建數字圖像,揭示 X 射線在遇到任何固體物體時的相對通過和障礙,例如身體的某個區域、工業部件或出于安全目的而被篩選的物體。
X 射線技術已經是常規技術,但研究人員正在不斷探索使其更加靈敏、高效和易于適應的方法。
“目前使用的材料有幾個缺點,包括復雜和高成本的制造工藝、放射發光余輝和不可調諧的閃爍,”Omar Mohammed 實驗室的博士后 Yang Zhou 說。
稱為鹵化鉛鈣鈦礦的材料引起了相當大的關注并顯示出巨大的前景。新型鈣鈦礦是一類與天然鈣鈦礦礦物鈣鈦氧化物具有相同晶體結構的材料,但它們包含各種不同的原子,取代了天然鈣鈦礦中的全部或部分原子。鹵化鉛鈣鈦礦同時包含鉛和一種或多種鹵族元素,例如氟、氯、溴和碘。
盡管鹵化鉛鈣鈦礦具有作為 X 射線閃爍體的能力,但它們的商業應用受到技術問題的限制,包括暴露于光和空氣時穩定性差、一些閃爍光的重吸收和鉛的毒性。
KAUST 團隊通過開發基于 Cs 3 Cu 2 I 5比例的銫、銅和碘離子的無鉛金屬鹵化物克服了這些問題,并將該材料的晶體結合到聚合物聚二甲基硅氧烷的薄而柔韌的薄膜中。
研究人員表示,讓鹵化銅粉末均勻分布在薄膜中是一項挑戰,但最終通過在添加聚二甲基硅氧烷之前將粉末分散在溶劑中來實現這一點。
他們靈活的閃爍屏可以檢測到超低水平的 X 射線,大約比 X 射線醫學成像的典型標準劑量低 113 倍,”該研究小組的負責人 Omar Mohammed 說。
“另一個重要的進步是,這項研究中報告的 X 射線空間分辨率是迄今為止基于粉末的屏幕所達到的最高水平,”周說。
“我們電影的物理靈活性也非常重要,”Mohammed 補充道。他解釋說,迫切需要高效的柔性閃爍屏來使用 X 射線更好地分析尷尬的形狀。
該團隊已經計劃將他們的進步商業化。他們還希望改進他們的制造技術,并探索由類似材料成分制成的類似屏幕的潛力。