近期,苏州大学放射医学与辐射防护国家重点实验室胡亮副教授和苏州大学材化部陈红教授团队等在《Chemical Engineering Journal》上发表《X-Ray Triggered Color-Tunable Microgel-Based Interferometers for Radiation Dose Sensing》(2023,doi:10.1016/j.cej.2023.142519)。论文创新地构建了X射线响应性微凝胶基光子材料,并成功用于X射线剂量测量。
团队将X射线敏感性不同的化学交联剂引入PNIPAm微凝胶中,通过热镀金属和“涂覆”方法,成功构建Au-微凝胶-Au夹心光子材料。辐照致水分解产生OH自由基,从而导致交联剂发生断裂,因此微凝胶体积膨胀。微凝胶体积的膨胀增大两金属层之间的距离,因而光子材料的光信号(λref)及其颜色发生变化。凭借这种新颖的化学-机械-光学信号转换策略,通过引入不同的交联剂,赋予光子材料不同的X射线剂量响应范围和不同的最低检测下限。其中,基于双碲键交联的PNIPAm微凝胶基光子材料显示出超高灵敏度(101.63 nm/Gy),最低检测下限为0.2 Gy。论文合作者还包括加拿大阿尔伯塔大学的Michael J. Serpe教授及其团队,第一作者是苏州大学硕士研究生章萍。此研究得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等资助。