厲害了!福建這個研究成果入選“中國高校十大科技進展”!
2022-04-24 17:05:24 來源:福州新聞網(wǎng)課題組
近日,由教育部科技委組織評選的2021年度“中國高等學校十大科技進展”揭曉,福州大學楊黃浩教授團隊完成的“柔性高分辨X射線成像技術研究”成功入選。這充分展示了學校的科技創(chuàng)新實力,進一步提升了學校聲譽,助力學校一流學科建設。
據(jù)了解,“柔性高分辨X射線成像技術研究”成功地突破了傳統(tǒng)X射線成像技術的固有限制,在國際上率先研發(fā)出柔性高分辨X射線成像技術,搶占柔性X射線成像產(chǎn)業(yè)的制高點,標志著中國在柔性X射線成像技術方面進入國際先進行列。此舉有望推動高端X射線影像設備的國產(chǎn)化。
柔性高分辨X射線成像技術
意外發(fā)現(xiàn)“夜明珠”性能
制出新材料攻克“卡脖子”難題
醫(yī)學影像設備元器件與光刻機、芯片等技術被列為“卡住中國脖子的35項技術”。目前,我國高端X射線醫(yī)學影像設備及關鍵元器件主要依賴于進口,從國外進口設備受到采購周期長和價格高等限制。
高分辨X射線發(fā)光成像
目前市面主流的X射線影像設備為平板探測器,需要集成薄膜晶體管陣列(TFT)、非晶硅光電轉換層和閃爍體。“閃爍體是平板探測器的核心部件,可以將高能量X射線光子轉為可見光,其性能決定著整個設備的成像靈敏度和分辨率。但目前,國產(chǎn)平板探測器包括高性能閃爍體材料在內(nèi)的核心部件絕大部分依靠進口?!备V荽髮W化學學院研究人員說。
面對外國的技術封鎖,自主創(chuàng)新研發(fā)是唯一出路。經(jīng)過長期研究,福大科研人員另辟蹊徑,在稀土鹵化物晶格中尋找靈感,制備出新型的稀土納米閃爍體長余輝材料。這種閃爍體具有尺寸易調控、無色透明、分散性良好、余輝性能優(yōu)異等特點。
“‘長余輝’材料的發(fā)現(xiàn),其實是個‘意外驚喜’?!眻F隊研究成員回憶說,當時一位成員在暗室中測試稀土納米顆粒發(fā)光性能時發(fā)現(xiàn),當X射線停止照射后,納米顆粒仍然會持續(xù)發(fā)光。原本以為是實驗偏差,然而經(jīng)過幾次重復性實驗,證實了在稀土納米顆粒中長余輝現(xiàn)象的存在。
實驗證明,該粒子在X射線關閉后可持續(xù)發(fā)光30天以上,具有優(yōu)異的長余輝發(fā)光性能?!氨热纾袊糯鱾鞯恼鋵殹姑髦椤?,以及安全警示牌上的發(fā)光涂料,都是典型的長余輝材料?!毖邪l(fā)人員稱,此項發(fā)現(xiàn)讓珍貴的稀土又激發(fā)出比肩“夜明珠”的神奇性能。
X射線柔性成像技術
手機相機也能拍出X光片
稀土納米晶閃爍體的長余輝發(fā)光機理研究
在制備出新型的稀土納米閃爍體長余輝材料的基礎上,研發(fā)人員將納米閃爍體長余輝材料與柔性基質相結合,成功研制出了透明、可拉伸、高分辨的柔性X射線成像設備,并開發(fā)了X射線發(fā)光擴展成像新技術。
研究發(fā)現(xiàn),新型稀土納米長余輝材料在形貌和發(fā)光性質方面都更可控,適合用于制造柔性設備。這為制備新一代輕薄、便攜、低成本的X射線探測器和成像裝置提供了新思路和途徑。未來,人們直接使用單反相機和手機等也能拍攝X光片。
“打個比方,拿一部手機拍攝,就能實現(xiàn)X射線柔性成像,不需要龐大規(guī)模的集成電路。比如比賽中運動員受傷了,現(xiàn)場就能進行快速處理?!睋?jù)介紹,這一技術具有制備工藝簡單、成本低、成像性能優(yōu)異等優(yōu)勢,在便攜式X射線探測器、生物醫(yī)學、工業(yè)探傷、高能物理等領域展現(xiàn)出巨大的潛力和應用價值。
楊黃浩教授表示,希望更多科研團隊參與這個領域的開發(fā),有力推進高端X射線影像裝備的國產(chǎn)化,讓其在探索中不斷進步。
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“中國高等學校十大科技進展”自1998年起開展評選,每年從全國高校中評選出10項具有重大科技進展的優(yōu)秀成果,旨在促進高校科學技術整體水平提升,增強科技創(chuàng)新能力,受到了國內(nèi)各高校高度重視。
為福州這個團隊點贊?。ㄓ浾?張笑雪)