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我院李荣副教授团队在X-射线智能感知探测领域取得新进展

来源:院办 作者:李荣 编辑:何璇 时间:2025-12-05

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近日,我院李荣副教授联合中国科学院福建物质结构研究所王帅华研究员在X-射线智能感知探测领域取得新进展,相关成果以《Lanthanide-based MOFs with metal-node-modulated energy transfer for multifunctional X-ray imaging platforms》为题,湖北大学作为第一通讯单位,在国际高水平期刊《Chemical Engineering Journal》上发表。

基于闪烁体的X射线检测技术在实际工业检测中起着至关重要的作用。传统的闪烁体通常采用无机或有机材料,如LYSO、BGO和蒽等,但大都功能单一,无法满足现代无损检测不断变化的需求。基于稀土元素的金属有机骨架(Ln-MOF)基于结构可调和可编程的闪烁特性而成为一种很有前景的闪烁材料。然而,通过金属节点调制Ln-MOF的X射线成像系统的发展仍未得到充分的研究。李荣副教授团队基于晶体学工程,通过溶剂极性调控获得了Tb-MOF的零维二聚体和一维链结构。进一步,通过协同能级设计和金属节点工程,开发了两种新型闪烁体:高分辨率X射线成像闪烁体Gd/TBA-TTTA和热响应性功能闪烁体Eu/TbB-TTTA。结合光谱和计算分析证实了两个体系的双重能量转移机制,包括配体到金属的电荷转移和金属到金属的能量转移。当加工成柔性复合膜时,Gd/TbA-TTTA在MTF=0.2时达到了15.6LP mm−1的空间分辨率,而Eu/TbB-TTTA可以实现热激活发光开关,用于360-460K的X射线成像。这种材料表现出明显的显色位移,有利于实现对热变化的视觉辨别。

综上,李荣副教授团队通过金属节点的精准调制策略,获得了不同比例掺杂的稀土金属MOF框架,创新性实现了Gd³⁺→Tb³⁺和Tb³⁺→Eu³⁺的双路径能量传递机制,提出了镧系MOF的多功能设计策略:调制金属节点提供双能量传递路径,实现防伪和自校准辐射测温的新范式。最终获得了同时具有高结构分辨率和温度可视化,可用于防伪和自校准辐射测温的多功能平台,为开发多功能新型辐射探测材料提供了新思路。

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原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894725119712?dgcid=coauthor

(审稿:李靖 吕露超 陈红灿)
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