从网球线转化而来的坚固钙钛矿聚合物闪烁纤维

《Advanced Materials Technologies》：Robust Perovskite Polymer Scintillating Fibers Converted from Tennis Strings

钙钛矿纳米颗粒嵌入PET纤维制备高稳定性闪烁体材料，通过优化深染法解决尺寸控制和透明度难题，实现23,000 photons/MeV光输出，耐167℃热循环和强湿性，可拓展为柔性可穿戴检测系统。

　　

摘要

钙钛矿材料因其强大的光吸收能力、高光产额、快速响应时间以及可溶液加工性而成为下一代闪烁体的候选材料。虽然单晶钙钛矿具有优异的性能，但其易碎性和对环境的敏感性限制了其大规模应用。钙钛矿纳米颗粒提供了一个有前景的替代方案，但它们面临稳定性差和容易聚集的问题，这会降低闪烁效率。将这些纳米颗粒嵌入聚合物基质中可以提高其稳定性，然而现有方法对纳米颗粒的大小和透明度的控制有限，且不适用于PET等低膨胀聚合物，而PET具有优异的阻隔性能并能提升稳定性。本文采用了一种优化的深染色方法，成功将钙钛矿纳米颗粒均匀地结合到PET纤维中，PET是一种此前无法用于复合闪烁体的低膨胀聚合物。这种方法制备出的钙钛矿-PET闪烁纤维具有透明性、可调颜色和热稳定性，适用于大规模应用。所使用的PET纤维来源于市售的网球线，这种材料成本低廉、机械强度高且易于大规模生产。所得纤维表现出优异的光致发光和放射性发光稳定性，在高达167°C的热循环后仍能完全恢复，同时具有很强的防潮性能，光产额高达23,000光子/MeV，是商用闪烁纤维的两倍多。其柔性的几何结构和较小的横截面使其能够集成到具有高空间分辨率的模块化或可穿戴检测系统中。未来设计中加入包覆层可以进一步提升波导性能和整体闪烁体性能。这些结果展示了一种可扩展且多用途的高性能闪烁纤维制造策略，其在恶劣环境下的X射线成像和剂量测量领域具有广泛的应用潜力。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。