超高速X射线成像技术与装备在瞬态过程(侵彻、熔池、发射)的透视成像中具有重要作用,能为装备研制、焊接生产的控制以及防护毁伤过程的分析与设计等提供强有力的理论与技术支撑。X射线成像的原理,是利用闪烁体材料将X射线转换成可见光,并基于物质对X射线吸收的多少,在后端传感器上进行衬度成像。因此,闪烁体作为X射线成像的桥头堡,直接决定了成像性能。为了进行超高速X射线成像,闪烁体需要具备高效率、超快响应、大面积制备等优势,而目前能满足上述优势的闪烁体材料种类极少,且宏量制备也是领域的巨大挑战。
针对上述挑战,近日,南京理工大学材料科学与工程学院李晓明教授等在超快X射线成像领域取得重要进展。相关成果发表于国际综合性顶级期刊《自然-通讯(Nature Communication)》论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-026-71288-0。研究团队选取具有纳秒级响应的铅卤纳米晶闪烁体为研究对象,巧妙地发展了低温极性溶剂合成策略,破解了纳米晶合成产率及可控性与溶液中化学反应热动力学之间长期以来的矛盾,通过可控超快能量转移机制解决了半导体性纳米晶的本征自吸收效应,最终实现了具有高效率、超快响应纳米晶闪烁体的宏量可控制备。基于该新型纳米晶闪烁体制备的高质量闪烁体薄膜表现出优异的空间分辨率(30.4 lp mm-1),并成功实现了7680 FPS的超高速X射线成像演示。
该工作是继3月初李晓明教授与化院徐勃教授团队合作开发超快响应新型有机闪烁体材料之后(Nature Communications,https://doi.org/10.1038/s41467-026-69795-1),我校在超快X射线成像用新材料研究的又一突破。南京理工大学材料学院博士生胡旭东与王志成为本论文的共同第一作者,南京理工大学为该论文第一完成单位,李晓明教授和阿卜杜拉国王科技大学Omar F. Mohammed为该论文的通讯作者。
相关工作得到了基金委青年基金B类、重点研发计划等项目的支持。



