近日，南京邮电大学柔性电子全国重点实验室、化学与生命科学学院赖文勇教授团队在Nature Communications发表题为“Stretchable and self-healing copper–iodide scintillator for conformal X-ray imaging and wearable radiation alerting”的研究成果。研究团队提出超分子界面工程新策略，成功制备出兼具拉伸性、自修复能力与高闪烁性能的金属卤化物柔性薄膜，可用于共形X射线成像与可穿戴辐射预警领域。赖文勇教授为论文通讯作者，青年教师沈宇为第一作者、潘婷为共同第一作者。
图1. 可拉伸自修复金属卤化物闪烁体薄膜用于共形X射线成像与可穿戴辐射预警
柔性X射线闪烁体是支撑下一代共形医学诊断、曲面物体无损检测、可穿戴辐射安全监测的核心功能材料，能够突破传统刚性闪烁体无法适配非平面场景的技术局限。其中，金属卤化物材料凭借高X射线衰减系数、优异的光产额和良好的溶液加工性，被视为柔性闪烁体最具发展潜力的候选体系。然而，将晶态颗粒嵌入聚合物基体中构筑柔性闪烁体薄膜的传统技术方法仍面临一些挑战：一是颗粒分散性差，晶态闪烁体颗粒易在聚合物中团聚引发光散射，造成成像渐晕、空间分辨率下降与探测灵敏度损失；二是刚柔界面失配，刚性闪烁颗粒与柔性聚合物的本征性质差异，导致材料的闪烁发光效率与力学延展性难以兼顾；三是服役耐久性不足，反复形变与磨损易引发材料疲劳和结构损伤，引入信号噪声的同时大幅缩短使用寿命。尽管原位生长法可在一定程度上改善颗粒分散性、减少光散射，但仍存在结构缺陷多、发光量子产率下降等问题，始终无法同时实现高闪烁效率、优异力学性能与长期服役稳定性。
针对这一问题，研究团队提出配体-基底超分子界面工程策略，通过多重超分子相互作用构建无定形闪烁体-嵌段聚合物复合体系，系统性破解了多个性能难以兼顾的核心矛盾。首先通过双配体分子设计，赋予铜碘化合物优异的溶液加工性、化学稳定性与闪烁发光效率，为制备均匀复合薄膜奠定了材料基础。在聚合物基体设计上，采用含氟嵌段聚合物：硬段提供稳定的力学骨架与限域微环境，软段赋予材料优异的韧性与柔性，而含氟链段间的动态偶极-偶极相互作用实现了聚合物高拉伸性与自修复性能。在复合体系构建过程中，铜碘化合物通过界面配位作用与离子-偶极相互作用，在嵌段聚合物基底中原位自组装为均匀分散的无定形聚集体，既降低了颗粒团聚与光散射，又完整保留了铜碘化合物的高效发光特性。复合薄膜拉伸率最高可达2000%，空间分辨率达16.4 lp/mm，受损后在室温条件下可快速自主修复，力学性能与成像质量均可恢复至无损水平。依托出色的柔性与力学适应性，该薄膜可通过弯曲、拉伸等形变紧密贴合曲面物体，实现无畸变、高分辨共形X射线成像。除此之外，通过简易的浸涂工艺，该复合材料可直接功能化于织物表面，构建可穿戴辐射防护系统。它能够在X射线照射下可发出明亮的可视化警示光，同时具备有效的辐射屏蔽效果，可广泛应用于核设施运维、医疗放射操作、工业无损探伤等场景的个人辐射安全防护。
该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省基础研究计划等项目资助。南京邮电大学柔性电子全国重点实验室/化学与生命科学学院为论文第一完成单位，南京邮电大学赵强教授、刘湘梅教授，以及南京工业大学安众福教授为研究工作做出了重要贡献。
撰稿：崔安娜 编辑：彭芃 初审：沈宇 审核：罗志敏