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河北大学张海磊副教授、杨艳民教授《自然·通讯》：具有辐射发光性能的高分子复合材料及其在辐射监测、柔性成像和信息防伪等领域的应用
埃洛石纳米管，是由1:1型铝硅片层在自然条件下卷曲而成的一种具有特殊中空管状结构的纳米材料。埃洛石纳米管较大的空腔体积，及表面弱电荷导致的粒子间斥力，使其具有良好的水分散性。此外，埃洛石纳米管具有良好的生物相容性、低毒性、稳定性、低成本和易于表面改性等优势。
针对上述问题和背景，河北大学张海磊副教授、杨艳民教授与根特大学Richard Hoogenboom教授等人合作，开展了如下工作：作者将柠檬酸配体分子修饰在埃洛石纳米管表面，在纳米管表面原位合成铽基X射线闪烁体，并将其粒径控制在纳米尺度。合成的纳米复合材料(HNTs@Na5Lu9F32:Tb3+)可在X射线辐射下发射强绿色荧光，在X射线照射的开关切换后显示出同步放射性发光行为，具有良好的水分散性、稳定性和低毒性，且与聚合物具体的相容性显著改善。我们进一步针对不同领域的应用开发了三种材料：1）具有辐射致发光特性的聚氨酯复合多孔泡沫材料，可进一步与可穿戴材料复合，用于辐射泄露实时监测。2）可用于X射线成像柔性水凝胶闪烁体屏幕，为非曲面成像系统的构建提供有益尝试。高长径比纳米材料的引入显著改善了柔性闪烁体屏的力学性能。3）用于多级防伪信息加密的复合水凝胶，其在自然光下无法读取信息，紫外光下呈现“伪信息”，真实信息仅可在X射线下呈现。上述研究成功拓展了X射线闪烁体材料在柔性复合材料领域的应用，也为高分子复合材料的精细化和高附加值化发展提供有力支持。
上述研究工作发表在《Nature Communications》期刊。本项研究工作得到了国家自然科学基金委（Nos. 22102045 & 12374373）和国家留学基金委（No. 202108130104）的经费支持。
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