《Radiation Measurements》：RIS-based classification and EPR spectral variability of smartphone touchscreen glasses
编辑推荐：
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智能手机触摸屏玻璃的辐射诱导EPR信号被分为七个可重复的光谱组。
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其中两个光谱组进一步
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智能手机触摸屏玻璃的辐射诱导EPR信号被分为七个可重复的光谱组。
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其中两个光谱组进一步被划分为不同的RIS亚组。
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EDX和LA-ICP-MS提供了关于RIS变异性的互补成分证据。
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属于同一RIS组的样品显示出相似的成分特征。
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制造商报告的Gorilla? Glass型号并不能可靠地预测RIS特性。
引言
镜头长期以来因其足够的放射敏感性和稳定的辐射诱导顺磁中心而被认为是回顾性EPR剂量测量的有前途的材料。窗玻璃（Teixeira等人，2005年；Engin等人，2006年；Moghaddam等人，2012年；Kortmis等人，2018年）、眼镜（Trompier等人，2010年；Karaaslan和Engin，2022年；Tuner，2023年）、手表玻璃（Wu等人，1995年；Bassinet等人，2010年；Longo等人，2010年；Marrale等人，2011年，2012年）、手机LCD玻璃（Bassinet等人，2010年；Trompier等人，2011年，2012年；Marciniak等人，2022年）、智能手机触摸屏玻璃（Trompier等人，2012年；Fattibene等人，2014年；McKeever等人，2019年；Sholom等人，2019年；Ciesielski等人，2024年；Marciniak等人，2025年）、屏幕保护膜（Mobasher等人，2024年）和智能手表触摸屏玻璃（Kim等人，2026年）都已在这一领域进行了研究。一般来说，辐射诱导信号（RIS）由多种辐射诱导缺陷的复杂重叠贡献组成，这些贡献与内在和/或紫外线诱导的顺磁中心相关的背景信号叠加在一起。该领域的第一个重要里程碑是欧洲MultiBiodose项目，该项目研究了早期版本的触摸屏玻璃，并进行了实验室间比较，以评估方法性能并展示了对大规模放射事件进行协调实验室响应的可行性（Fattibene等人，2014年）。这项工作随后在欧洲委员会资助的RENEB项目中继续进行，该项目进行了第二次国际实验室间比较（Port等人，2023年）。智能手机在全球范围内被广泛使用，使它们的屏幕玻璃成为一种普遍且容易获取的材料。玻璃层可以移除而不会使设备失效，或者在某些情况下可以直接通过EPR进行测量（Trompier，2016年）。智能手机和其他便携式电子设备显示屏中使用的主要玻璃类型是一种经过化学强化的碱铝硅酸盐玻璃，以知名的Gorilla? Glass商标生产（Corning?，以下简称GG），这种玻璃旨在提供更好的机械强度和抗划伤性能。这些玻璃是通过离子交换工艺生产的，在此过程中较小的碱离子（Na+）被较大的离子（K+）取代，形成一层压缩表面层，从而提高机械性能（Ellison等人，2014年；Corning，2026年）。与传统的钠钙硅酸盐玻璃相比，碱铝硅酸盐玻璃在网络结构和强化机制上有所不同，这可能也会影响它们的EPR响应，并可能导致RIS特性的变化。
几项研究已经调查了辐照智能手机屏幕玻璃的EPR特性，并提供了关于RIS行为的宝贵见解（Fattibene等人，2014年；McKeever等人，2019年；Sholom等人，2019年；Juniewicz等人，2020年；Marciniak等人，2019年，2022年，2025年；Ciesielski等人，2024年）。Marciniak等人（2025年）报告了几种智能手机屏幕玻璃的EPR光谱，并根据RIS光谱特征提出了一种分类方法，选择了一定的磁场范围来聚焦特定的光谱区域。McKeever等人（2019年）展示了在足够宽的磁场范围内获得的EPR光谱，以全面显示RIS特征。这些研究，加上早期的实验室间和方法学研究，为理解智能手机屏幕玻璃的EPR响应及其在回顾性剂量测量中的潜力提供了重要基础。尽管这些研究对该领域做出了重要贡献，但实际上使用的智能手机屏幕玻璃种类仍在不断变化，因此进一步的系统表征仍然具有价值。先前研究中代表的智能手机型号和玻璃型号范围必然反映了每次研究时可用的设备。此外，关于玻璃制备程序的细节，如玻璃层的分离、粘合剂的去除和颗粒大小的选择等，并没有详细讨论，尽管这些因素可能会影响测量的EPR光谱。此外，观察到的光谱特征与特定GG型号或生产特性之间的关系尚未在广泛的屏幕玻璃中进行详细研究。
与此同时，智能手机市场仍在迅速发展，制造商不断推出新的设备型号和显示技术，而玻璃生产商也在相应地开发新的玻璃组成和强化工艺。许多入门级和中端手机仍然配备了较早版本的GG玻璃，而最新的GG玻璃通常用于高端设备。因此，市场上同时存在多个版本的玻璃，导致了材料的显著异质性。这些因素表明，尽管已经取得了显著进展，但当代智能手机屏幕玻璃的EPR光谱的变异性仍需要持续和系统的研究。此外，从实际使用中的设备收集的样品可能更好地反映了与现实使用条件和未知材料历史相关的变异性。因此，本研究的目的是系统地调查从废旧设备中收集的智能手机触摸屏玻璃的RIS特性的变异性，并开发一个基于EPR的可重复光谱分类框架，根据观察到的RIS特性对样品进行分组。特别强调建立一个可重复的样品制备协议，并识别出能够一致分组所研究玻璃样品的光谱特征。通过提供一种结构化的基于RIS的分类方法，这项工作旨在为未来针对特定组别的光谱特性、缺陷结构和剂量测量行为的调查建立方法论基础，最终支持开发用于回顾性EPR剂量测量的强大自动化光谱分析。
章节片段
屏幕选择和玻璃制备
智能手机显示屏是从土耳其Bal?kesir的一家专业手机维修服务处收集的。这些显示屏来自因前玻璃开裂或触摸屏故障而送修的设备。显示屏按照标准制造商推荐程序（Samsung，2024年，2025年）和常用的第三方维修协议（iFixit，2023年，2024年；Reshine Display，2025年）进行拆卸。每个设备的品牌和型号都进行了记录和验证。
EPR光谱变异性和基于RIS的分类
GG系列被定义为具有逐渐改进的机械和性能特性的不同工业产品。因此，属于同一GG系列的玻璃在辐照后预期会表现出相似的EPR特性。为了检验这一假设，评估了未辐照和辐照样品的EPR光谱。图2展示了代表性的光谱。
讨论
未辐照智能手机屏幕玻璃的EPR光谱（背景）展示出一定的变异性。然而，这些信号通常较弱，只能提供有限的区分能力。相比之下，辐照玻璃样品的光谱提供了足够的分辨率，可以清楚地区分组内一致性和组间差异（图2a–g）。基于此，研究的智能手机屏幕玻璃被分为七个主要组，主要是基于它们之间的相似性。
结论
本研究调查了从商业流通设备中收集的智能手机触摸屏玻璃的辐射诱导EPR光谱，并揭示了它们RIS特性的显著变异性。根据观察到的光谱特征，识别出七个主要RIS组（A–G）和两个亚组（A.2和C.2）。基于EPR的光谱分类框架主要是根据可重复的RIS特性建立的，同时也考虑了相应的背景光谱。
CRediT作者贡献声明
Hasan Tuner：写作——审阅与编辑，撰写原始草稿，可视化，验证，软件，资源，方法学，调查，资金获取，正式分析，数据管理，概念化。 Nadège Ollier：写作——审阅与编辑，撰写原始草稿，验证，方法学，概念化。 Fran?ois Trompier：写作——审阅与编辑，撰写原始草稿，验证，资源，方法学，调查，正式分析，数据管理。
未引用的参考文献
iFixit，2023年；iFixit，2024年；Port等人；Samsung Electronics Co. Ltd，2024年；Samsung Electronics Co. Ltd，2025年。
利益声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争财务利益或个人关系。
利益声明
作者声明他们没有已知的可能会影响本文所述工作的竞争财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了Balikesir大学研究基金的支持（编号2024/066）。H. Tuner感谢Hacettepe大学物理学工程系的Mustafa Polat教授提供了使用EPR光谱仪（Bruker EMX-131）的机会。我们还要感谢Ali Sürmeli提供的手机屏幕。
