近日，柔性电子全国重点实验室赵强教授、刘湘梅教授团队在X射线三维成像技术领域取得重要进展。相关成果以“Ligand-Engineered All-In-One Cu(I) Iodide Complex Enables Near-Unity Photoluminescence and Advanced 3D X-ray Image Reconstruction”为题发表在国际学术期刊Angewandte Chemie International Edition（《德国应用化学》VIP论文）上。重点实验室青年教师梁铭利与硕士生冮焜为共同第一作者，赵强教授、刘湘梅教授为论文共同通讯作者。
高分辨率三维CT成像的实现依赖于高性能X射线探测技术的进步。目前，传统闪烁体通常需要在较高辐射剂量下才能达到足够信噪比，其潜在的辐射安全问题限制了在医疗、安检及无损检测等领域的安全应用。因此，研发兼具高量子产率、高发光强度与低辐射阈值的新型闪烁体，成为推动X射线成像技术发展的关键课题。All-In-One（AIO）型碘化亚铜（I）配合物因其独特的“离子-配位”杂化结构，表现出优异的结构稳定性与性能稳定性，被视为极具前景的下一代闪烁体候选材料。尽管如此，该类材料在高能X射线向可见光的高效转换过程中，非辐射复合过程严重制约了其能量转换效率，影响成像灵敏度与分辨率。因此，有效钝化该类材料应用中的非辐射复合过程具有重要意义。
基于此，团队通过分子配体工程成功设计并合成了一种带有刚性有机阳离子的AIO型Cu(I)卤化物闪烁体（Bz-Cu5I7）。该材料通过分子间π–π作用有效稳定三重激发态，显著抑制了非辐射弛豫通道，从而实现了接近100%的光致发光量子产率（PLQY）。在X射线辐照下，该材料光产额是商用BGO闪烁体的4倍，且具备71.2 nGyair S-1的超低检测限，远优于传统材料的灵敏度。在器件构建方面，我们利用聚乙烯醇（PVA）作为柔性基底，成功制备出大面积、高亮度、低散射的柔性闪烁体薄膜，其空间分辨率超过了20 lp mm-1。该闪烁体薄膜在鱼骨架成像实验中清晰显示了细微结构度；在耳机插头和电子芯片等复杂器件的测试中，通过多角度辐射发光信号采集并结合三维重建算法，成功获得全景3D结构与断层切片，准确描绘其内部灰度分布与细节特征（图1）。
图1. “配体工程”有效钝化非辐射复合过程，助力实现高性能X射线三维成像
该工作通过材料设计与器件工艺的双重突破，不仅为高效、低剂量X射线探测提供了新型闪烁体材料，也为柔性、高分辨三维成像技术在生物医学、工业检测及安全筛查等领域的应用奠定了重要基础。
该项研究成果受到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金项目、江苏省基础研究计划等多项基金的共同资助。
原文链接：//onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202512471