
圣托马斯大学教授卢昌铉、博士生米古塔·福斯坦·恩古利米和卡迈勒·阿斯加尔,以及圣托马斯大学综合课程学生金时温(从左上角顺时针方向)。图片由圣托马斯大学提供。
该论文发表在材料科学领域排名前1%的期刊《材料科学进展》四月刊上,彰显出其在学术、研究及工业界的较高价值。
研究团队基于对核裂变产生的各种放射性核素与α粒子、β粒子、γ粒子和中子等放射性物质相互作用的理解,揭示了尖端材料革新辐射探测技术的方式。
其中,“卤化物钙钛矿”作为代表性下一代半导体材料,因对高能伽马射线的高灵敏度和光输出效率,适合精确辐射分析;“量子点”是几纳米尺寸的超细半导体颗粒,凭借快速辐射响应速度和可控光学特性,适用于制造小型柔性设备。
研究还发现,金属有机框架(MOFs)可设计成海绵状微观内部结构,能像“发光海绵”一样选择性吸收和探测特定辐射;具有原子级厚度的“二维材料”拥有独特性质,可实现超高速电荷移动,是开发超薄X射线和辐射探测器的理想选择。
利用由自然界不存在纳米级人工图案制成的“超材料”,能将向各方向扩散的辐射引导至传感器附近,实现超高效率辐射探测。此外,“玻璃”可低成本、大面积制造,“陶瓷”能承受高温和高辐射环境,“水凝胶”可附着在皮肤上,这些材料可极大拓展辐射探测器的发展范围,从极端环境延伸至可穿戴设备。
这项研究成果有望成为重要基础数据,激励世界各地研究人员开展研究与商业化,因为它是首个基于最新研究趋势,全面阐明先进材料在辐射探测中的作用原理及促进创新产品开发的综合研究。
卢昌铉教授表示:“精准可靠的辐射探测技术对于提升核能系统的安全性和效率至关重要,这篇综述论文全面总结了全球公认的先进材料如何推动下一代辐射探测技术的创新,并将成为未来核材料研究方向的重要里程碑。”