昆明理工大学徐旭辉教授&成都理工大学王婷研究员：用于多环境的X射线可视化剂量检测 |
您所在的位置：网站首页 › 昆明理工大学示意图 › 昆明理工大学徐旭辉教授&成都理工大学王婷研究员：用于多环境的X射线可视化剂量检测 |
|
第一作者和单位：卢兰，昆明理工大学 通讯作者和单位：徐旭辉 教授，昆明理工大学；王婷 研究员，成都理工大学 原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.3c02826 关键词：X射线剂量探测，多环境，颜色可调谐，交叉驰豫 关键词 X射线剂量探测，多环境，颜色可调谐，交叉驰豫 全文导读 1.Ho3+的掺入不影响NaLuF4: Ho3+ NCs的形貌结构 2. NaLuF4: Ho3+ NCs 在X射线辐照下的发光颜色从绿色可调谐为红色 3. NaLuF4: Ho3+ NCs@ER薄膜在X射线辐照下具有可调的机械发光行为 4.颜色可调的RL和ML行为实现可视化的X射线剂量实时和延迟检测 背景介绍 随着X射线在各个领域的广泛应用，X射线剂量检测的重要性日益凸显。传统的X射线剂量检测方法需要复杂且昂贵的设备将X射线能量转换为电信号，然而，光致变色材料能够在X射线辐照下直接被"可视化"，从而提供了直接可视化的剂量评估手段，有助于实时评估辐射暴露水平。虽然X射线诱导光致变色材料已经被用于X射线剂量检测，但其无法同时满足实时和延迟检测的需求。通过陷阱控制的机械发光材料的应用可以解决这个问题，该材料可以在一定时间内储存入射光子能量，并在机械刺激下将其转换为光能。具备了X射线诱导的多色可调机械发光特性的氟化物纳米晶体为多种环境条件下的X射线剂量检测提供了新的可能性。 全文速览 近日，昆明理工大学徐旭辉教授和成都理工大学王婷研究员在材料领域顶级期刊《NANO LETTERS》上报道了一种用于多环境的X射线可视化剂量检测方法。该方法通过调整Ho3+的浓度，利用交叉弛豫效应来控制NaLuF4: Ho3+纳米晶体（NCs）在X射线照射下的发光颜色从绿色到红色，从而实现X射线剂量的实时可视化探测。此外，X射线辐照也会促使NCs产生捕获中心用于储存载流子，当X射线辐照停止后，通过机械刺激产生可调的机械发光（ML）行为。ML的强度与X射线剂量呈线性关系，能够实现延迟辐射的检测。这项研究的重要性在于提供了一种新颖的X射线剂量检测策略，通过实现实时监测和延迟探测，为无损探测、核医学、海关和民防等领域中的X射线辐射监测和控制提供了新的机会。 图文导读 图1. 合成的NaLuF4: Ho3+ NCs的微观物相结构表征。 (a) 合成过程示意图。(b) NaLuF4: xHo3+ (x = 0.3%、0.5%、1%、3%、5%、7%、10%、15%和20%) NCs的XRD谱图。(c) TEM显微照片（比例尺为100 nm），(c1) 相应的尺寸分布(上插图)，(c2) HAADF-STEM（比例尺为25 nm），(c3) 经像差校正的HAADF-STEM (比例尺为2 nm)，(c4) 代表样品NaLuF4: 0.5%Ho3+ NCs相应的FFT图像。 NaLuF4: 0.5%Ho3+ NCs的 (d) XPS光谱, (e) EDS元素映射（比例尺为50 nm）。图2. NaLuF4: Ho3+ NCs的RL性能表征。(a) 不同x射线照射剂量下掺杂不同浓度Ho3+离子的NaLuF4: Ho3+ NCs的照片。 (b) 不同x射线照射剂量下监测NaLuF4: xHo3+ NCs (x = 0.5%、5%和15%)的542和647 nm 波段的RL强度。 (c) NaLuF4: Ho3+ NCs 的RL机制示意图。图3. NaLuF4: Ho3+ NCs在被x射线辐照后的ML性能表征。(a) NaLuF4: xHo3+ NCs（x = 0.3%、0.5%、1%、3%、5%、7%、10%、15%和20%）在不同x射线剂量辐照后的ML照片。施加载荷为10N。(b) NaLuF4: xHo3+（x=0.5%、5%和15%）的ML强度与x射线剂量呈线性关系。(c) NaLuF4: Ho3+ NCs在x射线辐照前后的EPR光谱。(d) NaLuF4: 0.5%Ho3+ NCs经x射线预辐照5 min后的TL曲线。(e) NaLuF4: Ho3+ NCs的ML机制示意图。图4. NaLuF4: Ho3+ NCs在x射线剂量检测中的应用。(a) x射线剂量检测实时可视化的三色层压装置示意图和实物照片 (b) 三色ML模具制作工艺示意图。(c)用于实时可视化x射线剂量检测应用的示意图和照片。(d)用于非实时可视化x射线剂量检测应用的示意图和照片。总结展望 该研究展示了NaLuF4: Ho3+ 纳米晶体作为一种通用的X射线剂量计的潜力。在394到7369 μGyair S−1剂量的X射线辐照下，观察到了纳米晶可逆的绿色到红色的颜色变化，实现了实时剂量测定。此外，该纳米晶体还展示出多色机械发光的特性，适用于延迟检测。可通过肉眼可见的颜色变化定性地检测X射线剂量，而通过X射线剂量和发光强度之间的线性关系可以实现定量检测。这种创新方法简化了X射线剂量检测的复杂程度，并为广泛的应用环境提供了可能性，可应用于科学研究和快速无损检测，展现了广阔的前景。 文章链接 Lu L, Peng S, Zhao L, et al. Visualized X-ray Dosimetry for Multienvironment Applications[J]. Nano Letters, 2023, 23, 18, 8753–8760. |
今日新闻 |
推荐新闻 |
| CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3 |