一种基于弹性晶体制备的柔性薄膜和应用于X射线成像

本发明属于有机光电信息显示，具体涉及一种弹性晶体基薄膜的制备，以及其在x射线辐射下用于生物和工业无损成像，可用于有机光电信息显示。

背景技术：

0、技术背景

1、有机分子晶体通常是脆性的，受到外力发生损坏。近年来，已经报道了一些柔性有机分子晶体，在受到外力作用时可发生弹性形变或者塑性形变的柔性弯曲，打破了有机分子晶体的脆性易断裂的固有印象。最近，具有优异光电性能的柔性有机分子晶体已经在柔性光波导，柔性传感器和柔性晶体管器件等方向受到广泛关注，成为研究热点。然而目前报道的柔性有机分子晶体都是一维针状或棒状宏观形貌，严重制约了柔性有机分子晶体的应用。为此开发片状柔性有机分子晶体或者将针状柔性有机晶体集成到薄膜上将极大拓宽柔性有机分子晶体的应用场景。

2、9,10-二溴蒽晶体材料是优秀的弹性有机分子晶体，其晶体内部具有强各向异性相互作用，表现针状的宏观形貌。在之前的报道中，通常是将9,10-二溴蒽晶体用于光传输介质，制备有源或者无源的光波导器件，传输信息。9,10-二溴蒽晶体到目前为止尚未被报道用于x射线成像。这是由于有机物原子序数轻导致的弱x射线吸收，以及9,10-二溴蒽针状晶体难以集成到一张薄膜上，阻碍其实现x射线成像的应用。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明以低廉的dbra和pmma材料，通过特定的溶液配方和薄膜制备方法，克服了这一限制，将针状的9,10-二溴蒽晶体集成到一张pmma薄膜上，实现柔性晶体基薄膜用于x射线成像。9,10-二溴蒽晶体内部具有强各向异性相互作用，滴涂制备薄膜过程有利于在pmma中形成针状的9,10-二溴蒽弹性晶体。给pmma负载的9,10-二溴蒽弹性晶体薄膜具有优异的光致发光和x射线辐射发光性质，且具有不错的x射线检测灵敏度，可以作为x射线闪烁体。将其制备成x射线闪烁体成像中的显示屏，具有较高的分辨率，可以实现生物体和工业品的无损成像。本发明的pmma负载的柔性晶体基薄膜还可以实现良好的机械弯曲特性，可在柔性x射线成像中应用。

2、为了解决本发明的技术问题，提出的技术方案为：一种基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像的方法，包括以下步骤：

3、步骤1：将9,10-二溴蒽(dbra)材料通过柱层析色谱纯化；

4、步骤2：室温下，使用二氯甲烷溶剂作为溶剂，于20ml样品瓶中溶解9,10-二溴蒽材料，制备饱和9,10-二溴蒽溶液；

5、步骤3：室温下，称量250mg聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)于20ml样品瓶中，加入20ml二氯甲烷溶剂完全溶解pmma，制备pmma溶液；

6、步骤4：室温下，使用200μl移液枪取用饱和9,10-二溴蒽溶液于1.5ml样品瓶中，再取用50μl pmma溶液于1.5ml样品瓶中，均匀混合饱和9,10-二溴蒽溶液和pmma溶液，制备混合的9,10-二溴蒽和pmma溶液；在室温下，将250μl混合的9,10-二溴蒽和pmma溶液使用滴涂方式滴到干净的1.5cm×1.5cm的基底上；

7、步骤5：待二氯甲烷溶液挥发后，成功在基底上制备了pmma负载的9,10-二溴蒽晶体薄膜(dbra-pmma)，缓慢揭下薄膜，实现薄膜和石英片的分离，获得柔性晶体薄膜用于x射线成像实验。

8、优选的，步骤1的商业化购买的9,10-二溴蒽材料需要重新纯化；

9、提纯时，采用的溶剂为石油醚。

10、优选的，所述步骤5中，所选的基底可为硅片、石英片或玻璃片耐溶剂性基底。

11、优选的，所述步骤5中，需要在空气流畅的室内加快溶剂的挥发，快速结晶。

12、优选的，所述方法将弹性有机晶体dbra负载混合在pmma薄膜中，该dbra-pmma晶体薄膜具有x射线辐射发光的性质，可作为x射线闪烁体，用于生物和工业无损成像的柔性显示屏。

13、为了解决本发明的技术问题，提出的另一技术方案为：采用以上任一所述方法制成的基于弹性晶体制备的柔性薄膜。

14、有益效果：

15、(1)在之前的报道中，通常是将9,10-二溴蒽晶体用于光传输介质，制备有源或者无源的光波导器件，传输信息。9,10-二溴蒽晶体到目前为止尚未被报道用于x射线成像。这是由于有机物原子序数轻导致的弱x射线吸收，以及9,10-二溴蒽针状晶体难以集成到一张薄膜上，阻碍其实现x射线成像的应用。

16、本发明为针状柔性有机分子晶体9,10-二溴蒽弹性晶体集成到薄膜上，拓宽具有光电性能的柔性分子晶体的应用，制备了一种基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像。

17、(2)本发明的基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像方法。与其他闪烁体材料相比，此材料具有本征柔性可弹性弯曲的性能，并且可以集成负载薄膜上，且制备工艺简单，不仅适用于实验制备，同时也适用于流水线生产。目前，闪烁体晶体通常具有脆性，受外力发生脆性断裂。就这一问题，本发明提供一种弹性晶体闪烁体的材料，以及制备晶体基闪烁体薄膜的工艺。该晶体基闪烁体薄膜能够实现柔性弯曲，并且实现x射线辐射成像，将为柔性晶体基闪烁体提供新解决方案。

18、(3)由对比例1可知，将9,10-二溴蒽溶液由实施例1中200μl替换为对比例1的100μl，该对比例得到的薄膜，其内部生长的晶体不能均匀地完全覆盖薄膜表面，不具备用于x射线辐射成像地条件。

19、(4)由对比例2可知，将pmma溶液于由实施例1中50μl替换为对比例2的100μl，由实施例1中将混合溶液250μl替换为对比例2的300μl，该对比例得到的薄膜，由于其内部具有很多未形成晶体地dbra材料，其发射蓝光，制备的薄膜发光性能改变，同样不具备用于x射线辐射成像地条件。

20、(5)由对比例3可知，该对比例3由于快速旋涂，不能制备出可用于x射线辐射成像的薄膜。只能采用滴涂方式才能制备出弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像。

21、(6)对比例5可以看出，选用聚乙烯醇(pva)或者聚二甲基硅氧烷(pdms)与dbra一起混合，不能制备晶体薄膜。只能选用聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)才能制备出弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像。

技术特征：

1.一种基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像的方法，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像的方法，其特征在于，步骤1的商业化购买的9,10-二溴蒽材料需要重新纯化；提纯时，采用的溶剂为石油醚。

3.根据权利要求1所述的基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像的方法，其特征在于，所述步骤5中，所选的基底可为硅片、石英片或玻璃片耐溶剂性基底。

4.根据权利要求1所述的基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于x射线成像的方法，其特征在于，所述步骤5中，需要在空气流畅的室内加快溶剂的挥发，快速结晶。

5.根据权利要求1所述的基于弹性晶体制备的柔性薄膜应用于x射线成像的方法，其特征在于：所述方法将弹性有机晶体dbra负载混合在pmma薄膜中，该dbra-pmma晶体薄膜具有x射线辐射发光的性质，可作为x射线闪烁体，用于生物和工业无损成像的柔性显示屏。

6.一种采用如权利要求1-5任一所述方法制成的基于弹性晶体制备的柔性薄膜。

技术总结
本发明公开了一种基于弹性晶体制备的柔性薄膜用于X射线成像的方法，属于有机光电材料与信息显示领域。与其他闪烁体材料相比，此材料具有本征柔性可弹性弯曲的性能，并且可以集成负载薄膜上，且制备工艺简单，不仅适用于实验制备，同时也适用于流水线生产。目前，闪烁体晶体通常具有脆性，受外力发生脆性断裂。就这一问题，本发明提供一种弹性晶体闪烁体的材料，以及制备晶体基闪烁体薄膜的工艺。该晶体基闪烁体薄膜能够实现柔性弯曲，并且实现X射线辐射成像，将为柔性晶体基闪烁体提供新解决方案。

技术研发人员：林进义,韦传新,丁雪华,黄维
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15