X射线闪烁体是一类可以将高能X射线辐射转换为可见或近可见光的特殊材料，在辐射探测、安全检测、医学成像、信息加密和航空航天等领域具有广泛的应用前景。开发具有优良水分散性、低毒性、与聚合物基质相容性良好、室温下对X射线高度敏感且可加工成柔性基质的X射线闪烁体材料仍是该领域的重点研究方向和难点。

  埃洛石纳米管，是一种具有特殊中空管状结构的天然纳米材料。埃洛石纳米管较大的空腔体积，及表面弱电荷导致的粒子间斥力，使其具有良好的水分散性。此外，埃洛石纳米管具有良好的生物相容性、低毒性、稳定性、低成本和易于表面改性等优势，是构建纳米复合材料的理想基底。上述特点启发他们以其为基材，制备具有X射线闪烁特性的纳米复合材料。

  针对上述问题和背景，河北大学张海磊副教授、杨艳民教授与根特大学Richard Hoogenboom教授等人合作，开展了如下工作：作者将柠檬酸配体分子修饰在埃洛石纳米管表面，在纳米管表面原位合成铽基X射线闪烁体，并将其粒径控制在纳米尺度。其在X射线照射的开关切换状态下显示出同步放射性发光行为，具有良好的水分散性、稳定性和低毒性，且与聚合物具体的相容性显著改善。他们进一步针对不同领域的应用开发了三种材料：1）具有辐射致发光特性的聚氨酯复合多孔泡沫材料；2）可用于X射线成像柔性水凝胶闪烁体屏幕，为非曲面成像系统的构建提供有益尝试；3）用于多级防伪信息加密的复合水凝胶，真实信息仅可在X射线下读取。上述研究成功拓展了X射线闪烁体材料在柔性复合材料领域的应用，也为高分子复合材料的精细化和高附加值化发展提供有力支持。

  原文链接如下：https://doi.org/10.1038/s41467-024-46287-8