新研究

新型闪烁体材料让X射线检测更灵敏更安全

《自然》杂志最新发布了中国科学院院士黄维教授、新加坡国立大学刘小钢教授以及福州大学杨黄浩教授团队的一项原创性科研成果——全无机钙钛矿纳米晶闪烁体，其对X射线具有非常高效的彩色辐射发光显示，可应用于超灵敏X射线检测和高分辨率X射线成像技术领域。

科研人员在研究中发现，含有铯和铅重原子成分的钙钛矿纳米晶闪烁体具有较强的X射线吸收能力、高效的三重态发光特征、可调控的电子能级结构，以及较快的辐射发光速率。基于该类无机材料的本征特性，团队利用简易廉价的纳米合成技术，实现了对X射线光子的高效转化和发光颜色的精细调控，解决了闪烁体材料制作成本高昂、能量转化效率有限、发光波长不易调控等缺点，为多彩辐射发光显示技术和超灵敏X射线检测与成像技术发展提供坚实的基础。

此外，该类钙钛矿纳米晶闪烁体的发现为制备大面积柔性闪烁体膜提供了可能性，可极大地提高X射线检测与成像灵敏度，降低X射线在医学诊断和X光机安全检查等方面的辐射使用剂量，从而使得基于X光的应用变得更加安全。

最新钙钛矿单晶生长法使光探测器更高效

Materials Today杂志在2018年8月号刊发了大连化学物理研究所研究员刘生忠和陕西师范大学教授赵奎团队的一篇研究成果，以低温梯度结晶生长法（low-temperaturegradient crystallization）生长高质量CH3NH3PbBr3（MAPbBr3）钙钛矿单晶，尺寸达到47mm×41mm×14mm。比高温生长单晶具有更低的缺陷态密度、更高的迁移率，以及更长的载流子扩散长度。以此材料制作的光探测器，其量子效率高达13453%，探测率高达8×1013jones，响应速度快达15.8μs，在目前报道的MAPbBr3设备中，其检测率和响应速度都是最好的。这种独特的合成方法和优异的晶体质量使其有希望成为下一代光电器件的候选材料。

有机-无机卤化物钙钛矿单晶具有优异的光电性能，但目前一直缺乏大尺寸钙钛矿单晶的生长方法，实际应用比较受限。研究人员经过理论分析发现，小的温度梯度可以有效地控制单晶的生长环境，尤其是将溶液浓度控制在最优的单晶生长区域。温度从室温升高到60°C，溶解度随温度变化非常明显；而高于60°C时，溶解度随温度的变化量变得非常小。这意味着在较低的温度下（〈60°C），可以保证在获得较高产率的同时还可以控制较慢的单晶生长速率，以实现优质单晶的可控生长。

以形状记忆材料制备微阵列

《材料化学A》2018年8月刊发了深圳先进技术研究院杜学敏团队的一项研究成果——采用形状记忆材料制备微阵列（Tunable shape memory polymer mold for multiple microarray replications），不仅为液滴浸润特性调控提供了全新方案，也实现了多样化微结构阵列的批量、低成本可控复制，为形状记忆材料微阵列在细胞操作、液滴操作和智能干胶粘剂等领域的广泛应用铺平了道路。

研究人员提出了一种将形状记忆聚合物（SMP）引入芯片制造的新策略，研究表明，SMP在变形和恢复性能方面显示出很好的可控性和稳定的表面润湿性能。仅需较小程度拉伸（60%），即可实现该微阵列材料较大表面浸润特性改变（21°），且在10次以上可控浸润特性循环改变后，微观结构的形状回复率仍高达91%。更重要的是，采用一个形状记忆微阵列结构作为模具，通过不同程度拉伸，可复制出一系列连续形变微阵列结构。