閃爍體是一類吸收高能粒子或射線(如:X射線、γ射線等)后能夠發(fā)光的材料。X射線激發(fā)的閃爍體材料在輻射探測、安全檢測、生物醫(yī)學(xué)、國防軍工和X射線天文學(xué)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。近年來,柔性電子領(lǐng)域的發(fā)展對閃爍體的力學(xué)性能有了新的需求,而有機(jī)閃爍體作為閃爍體家族的全新材料,具有高機(jī)械柔韌性和易加工的性能,因而在柔性電子領(lǐng)域具有極大的潛在應(yīng)用價值。如何設(shè)計并制備高效的純有機(jī)閃爍體是該領(lǐng)域面臨的重大研究挑戰(zhàn)之一。
針對這一世界性科學(xué)難題,在國家重點研發(fā)計劃“變革性技術(shù)關(guān)鍵科學(xué)問題”重點專項支持下,我國科學(xué)家提出了一種實現(xiàn)高效純有機(jī)閃爍體的普適性設(shè)計策略,通過合理的分子設(shè)計,引入鹵素重原子,不僅提升了對X射線的吸收能力,而且有效地促進(jìn)了三線態(tài)激子發(fā)光,提高了激子利用率并增強(qiáng)了純有機(jī)閃爍體的輻射發(fā)光性能,成功實現(xiàn)了純有機(jī)材料在X射線激發(fā)下的高效輻射發(fā)光。該閃爍體材料對X射線的檢測限為33 nGy/s,是醫(yī)學(xué)X射線成像使用劑量的1/167。此外,該閃爍體還具有與商業(yè)化閃爍體材料相媲美的穩(wěn)定性,在X射線探測、成像等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。