我校硕士研究生在《自然•通讯》发表高质量论文
近日，南京邮电大学材料科学与工程学院、有机电子与信息显示国家重点实验室黄维院士、陈润锋教授和陶冶教授团队在有机自由基闪烁体设计合成与应用领域取得最新研究进展。相关成果以“Efficient metal free organic radical scintillators”为题发表在Nature Communications（《自然•通讯》）上。硕士生罗安晟为论文第一作者，重点实验室谢高瞻副教授、陶冶教授、黄维院士和福州大学陈秋水教授为论文共同通讯作者。东南大学罗守华教授在医用显微CT成像方面给予了大力支持。
有机X射线闪烁体材料因其结构易于修饰、成本低廉、生物兼容性良好等优点，在辐射检测、活体成像及光动力治疗等领域展现出广泛的应用潜力，成为近年来材料化学研究的热点。然而，目前大多数纯有机闪烁体为闭壳分子，X射线辐射下会生成约75%难以辐射发光的三线态激子，导致激子利用率低、发光寿命较长等问题。因此，设计和制备同时具备高激子利用率和短发光寿命的有机X射线闪烁体材料，已成为该领域亟待解决的关键问题。
图1：有机X射线闪烁体材料的辐射发光机理及其卤代有机自由基闪烁体的分子结构
针对这一问题，南京邮电大学黄维院士、陈润锋教授、陶冶教授团队和福州大学陈秋水教授提出将开壳型有机发光自由基作为闪烁体，设计制备了两种卤代三苯甲基发光自由基（图1）。该类自由基闪烁体材料在X射线激发下只形成跃迁允许的双线态激子，理论上可以实现100%的激子利用效率，并且它们表现出强的X射线吸收、优异的X射线辐射发光稳定性和纳秒级的辐射发光寿命(⁓18 ns)，其X射线辐射发光性能可以与经典闭壳型闪烁体材料相媲美。良好的X射线辐射发光性能使得这类自由基闪烁体材料不仅可用于X射线照相术中对各种物体进行对比成像，还适用于医学高分辨率显微CT成像系统，对竹签的纤维脉络进行清晰成像（图2）。该研究工作不仅证实了纯有机发光自由基作为高效闪烁体的可能性，也为有机闪烁体材料在X射线成像中的商业化应用提供了宝贵的经验。
谈及这项工作的研究过程，罗安晟同学表示得益于南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室先进的科研平台，让他有机会接触到世界一流的课题，并充分锻炼了自己的学术素养和科研能力。黄维院士、陈润锋教授和陶冶教授开阔的学术视野、渊博的知识和对科学前沿敏锐的洞察力给了他深深的启迪，让他对科研充满兴趣和信心。在谢高瞻副教授和陶冶教授悉心指导下，自己克服了一个又一个课题难题，并锻炼了他“思”“寻”“做”“写”“讲”五维一体的能力，明白了如何做好科研。此外，该项研究工作也获得了团队内师弟师妹的帮助与支持。作为一名已经毕业的学生，他感激母校给予的支持和机会，让自己在这里得以追寻科研梦想，不断挑战自己并取得成果。衷心祝愿母校蒸蒸日上，继续培养出更多杰出人才，不断推动知识创新和社会进步。
该项研究成果同时得到了柔性电子基础科学中心、国家优秀青年基金、江苏省特聘教授计划、有机电子与信息显示国重主任基金，松山湖材料实验室开放课题及南京邮电大学“华礼人才”支持计划等项目的支持。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-51482-8
（撰稿：罗安晟 编辑：张丽阳 初审：张飞、陈淑芬 审核：普勇）
