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辐射屏蔽MAPbI3/环氧树脂复合材料表现出卓越的性能

导读 伽马射线会对人体造成严重伤害。因此,开发具有优良辐射屏蔽性能的伽马射线屏蔽材料非常重要。为了实现这一目标,中国科学家发明了一种轻质...

伽马射线会对人体造成严重伤害。因此,开发具有优良辐射屏蔽性能的伽马射线屏蔽材料非常重要。为了实现这一目标,中国科学家发明了一种轻质钙钛矿/环氧树脂复合材料,可以通过调节其晶面有效衰减伽马射线。该技术将为有效减轻航空航天和核工业中的辐射风险开辟新途径。

由于航空航天和核工业的快速发展,对探测器的使用寿命和工作人员的安全提出了更高的要求。波长极短、穿透力强的伽马射线会对探测器和工作人员造成严重伤害。因此,具有出色辐射屏蔽性能的伽马射线屏蔽材料必不可少。

然而,传统的铅屏蔽材料重量大、毒性高,不适合进一步的商业应用。因此,必须找到具有出色辐射屏蔽性能的替代轻质材料,以减轻辐射风险并降低成本。

在Light:AdvancedManufacturing上发表的一篇新论文中,由中国哈尔滨工业大学化学与化工学院吴晓红教授领导的一组科学家及其同事开发了一种轻质MAPbI3/环氧树脂复合材料通过晶面工程策略。

这些复合材料具有出色的伽马射线辐射屏蔽性能,比环氧树脂高10倍。晶面改变的MAPbI3对相应复合材料的伽马射线屏蔽性能起着决定性作用。

晶面工程被证明是调节MAPbI3/环氧树脂复合材料电子密度的有效策略,从而控制入射伽马射线与MAPbI3/环氧树脂复合材料发生碰撞的可能性。报道的方法和技术将为设计和开发高效辐射屏蔽材料开辟新途径。

这些科学家总结了晶面工程调节MAPbI3/环氧树脂复合材料伽马射线屏蔽性能的机制:

“当伽马射线(59.5keV)到达MAPbI3/环氧树脂复合材料时,入射伽马射线与(110)面或(220)面之间的相互作用引起光电效应。(110)面的电子密度高于(220)平面的。

“因此,可以推断,(110)平面对入射伽马射线的衰减大于(220)平面的衰减,因为入射光子与核外电子之间的碰撞更有效。换句话说,MAPbI具有更多(110)个平面的3/环氧树脂复合材料表现出改进的伽马射线屏蔽性能。”

“晶面工程是制备MAPbI3/环氧树脂复合材料的有用策略,旨在通过增加电子密度来增强伽马射线屏蔽性能。目前的工作为高效辐射的设计和合成提供了必要的指导方针-屏蔽材料,”他们补充道。

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