从薄到大：使用高能辐射源进行经济实惠、更明亮、更快的扫描

想象一下，一台工作速度更快、图像更清晰的医疗扫描仪，或者一台能够以前所未有的精度精确定位放射性物质微小痕迹的辐射探测器。得益于Łukasiewicz研究网络——PORT波兰技术发展中心的科学家们的新研究，这些未来的可能性离现实又近了一步。

在《先进材料》杂志的一篇文章中，他们揭示了他们如何通过将一种新型发光材料（称为闪烁体）嵌入纳米工程金属结构来扩大其规模，从而解锁了以前认为块体材料无法实现的性能。

闪烁体是一种特殊物质，当暴露在X射线或伽马射线等高能辐射下时会发出可见光。它们在许多领域都至关重要，从医学成像和安全筛查到高能物理实验。但传统的闪烁体有局限性：它们通常发出微弱的信号或响应缓慢，使其在要求苛刻的应用中效率较低。

进入纳米等离子体——一个使用微小金属结构操纵纳米尺度上光行为的领域。这些结构可以将电磁场集中到微小的体积中，大大增强附近材料吸收或发射光的方式。通过战略性地将这些“等离子体”纳米结构与钙钛矿纳米晶体闪烁体相结合，Łukasiewicz-PORT的研究人员创造了具有更快、更强烈发光的混合材料。

这一发现真正具有革命性的是其规模。到目前为止，等离子体增强主要局限于超薄层或孤立的纳米粒子。然而，波兰团队开发了一种方法，将这种增强嵌入到一个坚固的厘米级晶体板中，这一飞跃为现实世界的应用打开了大门。

“我们的工作弥合了纳米物理和实际设备之间的差距，”主要研究人员之一Michal Makowski博士说。“我们已经证明，可以在不失去其独特光学优势的情况下扩大纳米等离子体闪烁体的规模。”

神奇之处在于一种称为自组装的技术，在这种技术中，精心设计的分子构建块自发排列成有序的结构。研究人员将钙钛矿闪烁纳米晶体与金属金纳米球和纳米立方体相结合，将它们稳定在聚合物基质中。这种方法确保了组件的精确空间排列，同时保持了整个块体材料的结构完整性和高光产额。

测试显示，放射发光强度急剧增加，比传统同行高出四倍，同时响应时间显著缩短。这些进步可能会导致更快、更灵敏的X射线探测器，减少患者的辐射剂量，提高安全或工业扫描系统的吞吐量。

重要的是，这些材料也很坚固且可扩展，使其适合大规模生产。这项研究展示了跨学科合作——涵盖物理、化学、材料科学和纳米技术——如何产生变革性的创新。

随着对先进成像和检测技术需求的增长，波兰Łukasiewicz的这一突破——PORT是纳米级智能设计如何照亮大型解决方案的光辉典范。从更好的癌症诊断到下一代太空望远镜，未来看起来更加光明。p