揭秘铜环状三核复合物发光的秘密

传统闪烁体（如重金属或卤化物基）常面临成本高、合成复杂、毒性及余辉等问题，而有机闪烁体则存在光产额低和合成困难的缺陷。本研究首次探索了铜（I）环三核配合物（CuCTCs）的放射发光特性及其在X射线成像中的应用。研究人员通过简单的一锅法合成了一系列不同卤素取代程度的CuCTCs（如无卤素的(Me-Me)Pz-Cu、含溴的(Br-Me)Pz-Cu等），并系统评估了它们的放射发光性能。

实验与计算分析表明，CuCTCs的发光机制主要由分子间Cu(I)∙∙∙Cu(I)相互作用主导。出乎意料的是，尽管溴取代能提高X射线吸收系数，但会通过破坏载流子倍增和能量传输降低放射发光强度；而无卤素的(Me-Me)Pz-Cu表现出更优异的性能，其光产额高达约70,475光子/MeV，是溴取代同类物及部分商用闪烁体的两倍以上。

基于(Me-Me)Pz-Cu制备的闪烁体屏幕，空间分辨率超过20线对/毫米，在200次开关循环后性能仍保持稳定。实时血管造影模拟实验显示，该屏幕能以25帧/秒的速率清晰捕捉动态图像，验证了其动态X射线成像能力。此外，CuCTCs还具有成本低（约2.39美元/克）、合成简便（可规模化制备，产率>64%）、无毒（铜泄漏量远低于安全标准）及环境友好等优势。

这项研究不仅开发出一种性能优异的新型闪烁体材料，为医疗诊断、安全检查和无损检测等领域提供了新选择，还为金属有机配合物的放射发光性能优化提供了无卤素策略的新思路。