

研究背景
高速、高分辨 X 射线成像在医疗动态监测、工业无损检测、高能物理等领域需求迫切,核心依赖高光产额、快衰减、高稳定的闪烁体材料。卤化物钙钛矿纳米晶(PNCs)因 X 射线吸收强、溶液可加工、发光效率高、纳秒级快复合,成为极具潜力的新型闪烁体。
但传统热注射(HI)、配体辅助再沉淀(LARP)方法存在产率低、前驱体溶解度差、溶剂消耗大、放大后性能劣化等问题;且 X 射线探测需百微米级厚膜,钙钛矿本征自吸收严重、光谱重叠大、光产额低、辐射发光衰减慢,难以兼顾高速成像与高分辨率,制约其商业化应用。
南京理工大学李晓明和阿卜杜拉国王科技大学Omar F. Mohammed等人在《Nature Communications》上发表了题为“Polar solvent strategy enables scalable synthesis of perovskite nanocrystal scintillators for fast X-ray imaging”的研究论文。
图文解析

图 1 传统方法瓶颈与本研究策略优势

图 2 高产率与规模化合成

图 3 低自吸收与高效能量传递

图 4 相重排与超快辐射发光

图 5 高速 X 射线成像性能
结论
本研究提出低温极性溶剂(LTPS)合成策略,成功解决钙钛矿纳米晶闪烁体规模化制备、厚膜自吸收、衰减偏慢三大核心难题。该方法实现162 mg·mL-1超高产率,溶剂消耗降低近两个数量级;通过多相分级与能量漏斗设计,将光谱重叠降至 19%;经 SDBS 相重排后处理,获得7.19 ns 超快辐射发光与28800 photons·MeV-1高光产额。
基于该材料制备的大面积闪烁薄膜,实现7680 帧 / 秒高速 X 射线成像与27.6 lp·mm-1高空间分辨率,在医疗动态监测、工业高速检测等场景具备重要应用价值,为钙钛矿闪烁体的商业化落地提供可行路线。
文献信息
Polar solvent strategy enables scalable synthesis of perovskite nanocrystal scintillators for fast X-ray imaging.Nature Communications.
DOI:10.1038/s41467-026-71288-0

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