闪烁体是一种将高能辐射转换成可见光的特殊材料，在高能物理、无损检测及生物医学成像等领域有着广泛应用。与传统光电倍增管相比，紧凑型硅光电倍增管（SiPM）若与具有大斯托克斯位移和低背景噪声的红光闪烁体集成使用，可显著提升量子效率与光收集效率。然而，这类红光塑料闪烁体材料的开发存在三大限制：有机轻元素辐射吸收能力差、传统荧光材料激子利用率低及能隙定律导致的波长增加非辐射衰减增加。
近日，我校化学与分子工程学院赵伟军教授、朱为宏院士团队在红光有机塑料闪烁体材料研究中取得新进展，相关研究成果以“HybridizedLocal and Charge‐Transfer Emitter With a Dual‐Hindered Indoline Donor for Fastand Efficient Red Plastic Scintillators”为题发表于《德国应用化学》。
研究团队设计了一种基于强双位阻型吲哚啉给体的局域杂化-电荷转移（HLCT）超快高效红光有机闪烁体。基于前期发展的椅式吲哚啉给体单元（Angew.Chem. Int. Edit. 2025, e202522144）设计D-A型有机分子，可以有效实现辐射发光红移，匹配硅光电倍增管的最佳响应波段，同时赋予材料大斯托克斯位移与聚集诱导发光特性；额外引入大体积叔丁基可进一步抑制热激子非辐射跃迁，且加速高能激发态的反向系间窜越，最终实现高效激子利用率和3.94ns的超快衰减寿命，是目前报道的最快的有机红光闪烁体材料。此外，该红光闪烁体具备优异的闪烁性能，光产额高达24231 photons MeV⁻1，为商用基准材料 BC‑430 的 1.8 倍，检测限低至 168 nGys-1，X射线成像分辨率达 16.8 lp mm⁻1。此外，封装后的塑料闪烁体与闪烁光纤展现出辐射探测及X射线成像应用潜力，为有机红光/近红外闪烁体的设计和制备提供了可行策略。
该论文第一作者为我校化学与分子工程学院博士生徐齐齐，通讯作者为赵伟军教授。研究工作在朱为宏院士和田禾院士的悉心指导下完成。同时，工作也得到苏州大学王亚星教授的支持与指导。该研究成果得到了国家自然科学基金科学中心项目、国家自然科学基金、上海市教委科研创新计划、上海市科委、中国博士后科学基金等资金支持。
原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi.org/10.1002/anie.8826625
