最新刊期
      2024年第42卷第6期

        综述

      • 共价有机框架材料的辐射合成和功能化研究进展 AI导读

        “辐射技术在共价有机框架材料合成和功能化领域的研究取得新进展，为大规模制备和应用提供新方案。”
        张明星, 陈俊畅, 王殳凹
        2024, 42(6): 60101. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0096
        摘要：共价有机框架材料（COFs）是一类新兴的结晶多孔材料，已被广泛应用于分离纯化、吸附、催化、光电、能源存储等领域。COFs的合成过程主要为传统溶剂热法，需要重复且繁琐的冷冻-抽真空-解冻过程、较高的反应温度、密封高压环境和冗长的反应周期，严重阻碍其大规模制备。此外，大部分的COFs直接由裸露的芳香骨架构筑，不附着任何功能基团，导致COFs材料很难得到应用。电离辐射技术具有操作简单、条件温和、易实现规模化放大等优势，已被广泛应用于材料的制备和功能化。本文主要概述近年利用辐射技术在COFs合成和功能化等领域的研究进展。  
        关键词：共价有机框架;高能射线;辐射合成;辐射功能化   
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        更新时间：2025-04-29

      • 基于光子晶体等结构色材料的辐射剂量计设计 AI导读

        “最新研究进展显示，光子晶体等结构色材料在医学检测等领域应用广泛，新型三维辐射剂量计展现出应用潜力。”
        何志维, 王志浩, 汤明硕, 王运龙
        2024, 42(6): 60102. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0098
        摘要：本文介绍了近期基于光子晶体等结构色材料的新型三维辐射剂量计的研究进展。光子晶体和结构色材料因其光子带隙特性和明亮的结构色，在医学检测、平面印刷和防伪识别等领域有广泛应用。利用光子晶体材料对电离辐射的响应性，开发了一种能在X或γ射线照射下实现布拉格吸收峰全可见光谱移动的光子晶体薄膜剂量计。该剂量计具有高度可调的应用范围和优于30 μm的空间分辨率，对光、温度和湿度表现出良好的环境稳定性。研究还提出了3种读取方式：光谱仪检测、肉眼对比标准色卡和基于手机的色调值检测技术。此外，通过添加聚乙二醇（PEG）作为辐射敏感材料，提高了光子晶体剂量计的灵敏度。进一步地，采用甲基丙烯酸明胶（GelMA）制备水凝胶薄膜，通过化学修饰引入不饱和乙烯基团，实现了对X射线的灵敏响应。该水凝胶光子晶体剂量计在临床放疗设备上展现出良好的剂量响应性能，与商业胶片剂量计的测量结果具有很好的一致性。最后，将3D打印技术与光子晶体剂量计相结合，实现了水凝胶光子晶体剂量计的三维化，为临床放射治疗提供了地形剂量映射的转化潜力。新型的薄膜型光学干涉薄膜的研发也出现，且研究中改性双键、二硫/二硒/二碲及偶氮等辐射响应基团的引入，使得其灵敏度亦得到大幅提升，并实现了X射线辅助下的药物释放。该研究为开发便携、实时、宽范围及高空间分辨率的光子晶体辐射剂量计奠定了理论与技术基础，尽管距离实际的医学放疗剂量验证还有一定距离，但已展现出一定的应用潜力。  
        关键词：光子晶体;辐射剂量计;3D打印;水凝胶;剂量验证   
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        更新时间：2025-04-29

      • γ射线辐射交联聚乙烯和填充硅橡胶材料结构的散射研究

        宋坤, 屠小青, 罗翔, 刘栋
        2024, 42(6): 60103. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0094
        摘要：本文综述了研究团队利用γ射线辐照技术在聚烯烃体系辐射交联，以及填充橡胶体系制备与设计中的应用。重点介绍团队如何利用同步辐射光源和中子散射技术对两种材料体系进行原位研究，以深入理解材料的微观结构和性能关系。首先展示通过γ射线辐照技术引发高分子链间的化学反应，促进新化学键的形成，进而设计和调控所需材料体系。团队以此为基础利用国内大科学装置开展原位研究。这些工作不仅展示了我国包括三大中子源、同步辐射光源在内的大科学装置建设方面的成就，也体现了装置在促进各领域，尤其是在高分子基材料的微观结构和动态过程研究中的独特优势。  
        关键词：辐射交联;半结晶性高分子结晶;中子散射;同步辐射;辐照硫化硅橡胶   
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        更新时间：2025-04-29

        辐射化学

      • 六方氮化硼含量及其尺寸对硅橡胶辐射稳定性的影响 AI导读

        “在辐射稳定性领域，研究者将六方氮化硼引入硅橡胶，发现其能显著增强复合材料的力学性能和辐射稳定性，为辐射环境下材料应用提供新思路。”
        吴志豪, 李一帆, 沈杭, 林铭章
        2024, 42(6): 60201. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0102
        摘要：本研究将六方氮化硼（h-BN）作为功能性填料引入硅橡胶中，以增强其辐射稳定性。探讨填料的添加量和尺寸对复合材料力学性能、热稳定性和辐射稳定性的影响，并探究h-BN增强硅橡胶辐射稳定性的机理。应力-应变曲线和硬度测试实验结果表明，填充20份h-BN的硅橡胶复合材料（BN/SR-20）具有优异的力学性能，其拉伸强度、100%定伸应力（S100）和硬度分别比未填充h-BN的原硅橡胶（SR-U）提高了5.9%、69.1%和15.6%。同时，BN/SR-20比SR-U的辐射稳定性更高，在电离辐射环境中，其拉伸强度和S100均明显优于SR-U。h-BN横向尺寸越大，越有利于减缓硅橡胶辐射老化进程。此外，通过气相色谱测定样品辐解气体（氢气）产额和氧气消耗量，以及结合自由基清除实验结果，证明添加h-BN可以降低O2在硅橡胶中的扩散速率，从而实现复合材料耐辐射性能的增强。  
        关键词：六方氮化硼;硅橡胶;力学性能;辐射稳定性;氧气扩散   
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        更新时间：2025-04-29

      • γ射线对氮化硼纳米片的缺陷构筑及其光催化性能 AI导读

        “In the field of photocatalytic hydrogen evolution reactions, researchers have made significant progress. By employing high-energy ionizing radiation, they precisely regulated defect formation in boron nitride nanosheets at ambient conditions, enhancing photocatalytic hydrogen production efficiency. This work provides a novel approach for BNNS application in visible-light photocatalysis and demonstrates the unique role of radiation technology in quantitatively regulating defects and improving catalytic activity.”
        姜志文, 汪谟贞, 葛学武
        2024, 42(6): 60202. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0097
        摘要：在能源催化领域中，开发低成本、高丰度的高效非金属催化剂一直是光催化产氢反应的研究热点之一。氮化硼纳米片（BNNS）是优异的非金属二维材料，然而，传统化学方法难以突破其宽禁带将其转变为可见光响应催化剂。本工作提出，在环境温度和压力下，高能射线能够可控地构筑BNNS的内部缺陷，实现其可见光催化产氢性能。实验结果表明，经γ射线辐照后，BNNS的光催化产氢性能随吸收剂量的增加而明显提高。辐照后样品的最大产氢速率可达1 033.7 μmol/(g·h)，较化学法制备的缺陷氮化硼提高近两个数量级。进一步结构表征证实，辐射在BNNS中产生三硼中心缺陷，导致BNNS形成中间能级并提高了载流子分离效率，从而将BNNS由宽禁带半导体转变为可见光响应催化剂。本研究为BNNS在可见光催化领域的应用提供了全新思路，并展示出辐射技术在催化剂的可控缺陷构筑和活性调控中的独特作用。  
        关键词：氮化硼纳米片;伽马射线辐射;辐射效应;缺陷构筑;光催化   
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        更新时间：2025-04-29
      • “最新研究发现，MXene/氧化石墨烯复合材料制备的超级电容器性能优异，为能源存储领域提供新方案。”
        胡杨, 魏旭炎, 李久强, 彭静, 翟茂林
        2024, 42(6): 60203. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0087
        摘要：MXene/氧化石墨烯（GO）作为一种新型复合材料，在能源、环境、生物医学等领域具有广阔的应用前景。本研究将少层Ti3C2Tx与GO混合，通过γ射线辐照对GO进行还原和表面改性，同时利用还原氧化石墨烯（rGO）表面基团与Ti3C2Tx表面含氧官能团之间的相互作用，自组装制备了复合水凝胶（M/rGO）。吸收剂量75 kGy下制备的M/rGO-75复合水凝胶具有均匀的三维网络结构；将该水凝胶冻干并退火处理除去表面含氧官能团，进一步制备了新型复合气凝胶（H-M/rGO），该气凝胶保持了原有的网络结构。将制备的H-M/rGO作为超级电容器电极，所得到的超级电容器在1 A/g的电流密度下质量比电容可达119 F/g，明显优于GO与不含MXene的气凝胶超级电容器，此外还表现出了优秀的倍率性能、导电性能以及循环稳定性。  
        关键词：辐射制备;MXene/氧化石墨烯复合气凝胶;自组装;超级电容器   
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        更新时间：2025-04-29

      • 辐射活性接枝聚合制备双重响应性还原氧化石墨烯材料 AI导读

        “本研究在光热转换材料领域取得进展，通过辐射聚合在氧化石墨烯表面接枝温度响应性聚合物，为制备双重响应性材料提供新方法。”
        翁汉钦, 张宝莹, 王璇, 肖鑫, 山下真一, 汪谟贞, 葛学武
        2024, 42(6): 60204. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0101
        摘要：本研究通过辐射可逆加成‒断裂链转移聚合在氧化石墨烯（GO）表面接枝了具有温度响应性的聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）。Raman光谱和X射线光电子能谱分析表明，GO在水溶液中共辐射接枝时会被同步还原。吸收剂量为1.8~14.4 kGy时，接枝了PNIPAAm的还原氧化石墨烯（rGO-g-PNIPAAm）还原程度和接枝率均随吸收剂量而增加。脉冲辐解研究证明，NIPAAm与水辐解产生的水合电子（eaq-）和羟基自由基（OH）均会反应，反应速率常数分别为1.0×1010 L/(mol∙s)和（4.3±0.2）×109 L/(mol∙s)。NIPAAm与OH反应在不饱和双键位置形成自由基，引发单体自由基加成聚合。而NIPAAm与eaq-的反应，不仅消耗了强还原性的eaq-，还生成了还原性较弱的阴离子自由基中间产物，从而降低了rGO的还原程度。低还原程度的rGO表面残余羧基等含氧基团，赋予了rGO-g-PNIPAAm良好的pH响应性。辐射接枝的吸收剂量为3.6 kGy时，所制备的rGO-g-PNIPAAm具有优异的光热转换性能，较未接枝改性的GO提升30%。本工作为制备具有pH和温度双重响应性的光热转换材料提供了便捷、可控的方法。  
        关键词：辐射接枝聚合;可逆加成‒断裂链转移聚合;氧化石墨烯;N-异丙基丙烯酰胺;脉冲辐解   
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        更新时间：2025-04-29

      • 辐射诱导Zn(bdc)(dabco)0.5膜的制备及其轻烃吸附性能 AI导读

        “在柔性聚合物基材上制备的连续金属-有机框架Zn(bdc)(dabco)0.5膜，展现了在轻烃吸附性能上的独特优势，为分离领域提供新解决方案。”
        王兴兴, 崔帅川, 黄一凡, 刘诗涵, 张依帆, 李志刚, 邓鹏飏
        2024, 42(6): 60205. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0095
        摘要：本研究采用辐射诱导法在柔性聚合物基材上制备了连续金属-有机框架Zn(bdc)(dabco)0.5膜，通过X射线衍射、傅里叶红外光谱和扫描电子显微镜等对其形貌和结构进行了表征，并通过BET比表面积测定、密度泛函理论孔径分析以及单组分吸附等温线的测定来研究了连续金属-有机框架Zn(bdc)(dabco)0.5膜的轻烃吸附性能。研究结果表明，相比甲烷，Zn(bdc)(dabco)0.5膜对乙烷和丙烷具有较高的吸附。且Zn(bdc)(dabco)0.5膜具有更高的乙烷/甲烷选择性（常压下达到11）和丙烷/甲烷选择性（常压下达到10），这一工作体现了MOF膜在分离领域中独特的优势。  
        关键词：辐射;吸附;轻烃;金属-有机框架;膜   
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        更新时间：2025-04-29
      • “最新研究发现，通过辐照技术制备的NiMoO4电极材料具有优异电化学性能和良好应用前景，为设计高效、低成本的超级电容器电极材料提供新思路。”
        张凯, 颜伟, 吴茂生, 龙译文, 张帆, 韩泓炜, 程霄琳, 郭丰, 邢哲, 胡江涛, 吴国忠
        2024, 42(6): 60206. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0090
        摘要：为提高超级电容器的电容性能，采用辐照技术将钼源引入泡沫镍（NF）表面，制备NiMoO4电极材料。通过调整吸收剂量，对材料形貌、微观结构和电化学性能进行优化。在泡沫镍表面原位合成的NiMoO4可直接用作超级电容器的正极材料，展现出优异的储能性能。在1 A/g电流密度下，其比电容达到586.1 C/‍g，在15 A/g时仍保留361.5 C/g的比电容及85.6%的倍率性。该材料经过10 000次充放电循环后，比电容仍保持533.4 C/g，容量保持率为91.6%，显示出良好的循环稳定性。将NiMoO4电极材料与活性炭（AC）组装成混合超级电容器NiMoO4//AC，该器件最大工作电压为1.7 V，在功率密度为800.0 W/kg时展现出高能量密度（44.5 Wh/kg）。在10 A/g电流密度下，该器件充放电5 000次后，比电容仍能保持93.2%。该研究表明，通过辐照技术制备的NiMoO4电极材料具有优异电化学性能和良好应用前景，为设计高效、低成本的超级电容器电极材料提供新思路。  
        关键词：超级电容器;辐照技术;无机氧化物;镍基材料;比电容   
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        更新时间：2025-04-29

      • 聚苯醚泡沫材料γ辐射-压缩耦合老化行为与机理 AI导读

        “据最新研究报道，聚苯醚材料在γ辐射和压缩作用下老化，弹性模量和导热系数显著增加，对评估其服役寿命具有重要意义。”
        豆睿扬, 张祎茜, 金碧辉, 黄玮, 李光宪, 龚鹏剑, 雷雅杰, 刘强, 陈洪兵
        2024, 42(6): 60207. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0100
        摘要：本文系统开展了两种密度的聚苯醚（PPO）材料在γ辐射（0~1 kGy）和压缩（3%压缩率）耦合作用下的老化实验，研究了吸收剂量和压缩对PPO泡沫材料力学性能、热稳定性、导热性能、表面形貌及化学结构的影响，并利用气体红外光谱揭示了其辐射释放气体的种类及产量。结果表明，γ辐射-压缩耦合老化后PPO泡沫材料弹性模量和导热系数显著增加，样品表层孔结构的坍塌与永久变形是导致这一结果的关键；老化前后样品内部自由基类型和表面官能团结构均无明显变化，样品内部残余自由基浓度由辐射化学过程和吸收剂量所控制；PPO在O2/N2气氛下辐解产生CO2、CO与烷烃，并且受永久变形影响，相对于单独γ辐射老化条件，PPO泡沫材料辐射-压缩老化后CO2产量略微降低。研究结果对PPO泡沫材料γ辐射-压缩老化机理与服役寿命的评估具有重要意义。  
        关键词：聚苯醚泡沫;γ辐射-压缩耦合老化;力学性能;永久变形;辐解释气;老化机理   
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        更新时间：2025-04-29

      • 含硝酸盐的坚韧水凝胶辐射变色剂量计 AI导读

        “在临床放射治疗领域，研究人员开发出一种新型辐射复合水凝胶剂量计，具有高机械强度和出色的剂量响应线性相关性，为剂量监测提供新方案。”
        田园, 黄士堂, 马骏
        2024, 42(6): 137-144. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0089
        摘要：在临床放射治疗实践中，如何迅速、安全、精确且经济地监测受照剂量或实施照射前的质量保证措施，始终是这一研究领域内的研究热点。本研究创新性地利用硝酸根离子与水辐解产生的自由基之间的反应作为剂量响应机制，选取硅胶辐射接枝丙烯酸复合凝胶作为基质材料，开发出一种具备高机械强度的坚韧辐射复合水凝胶剂量计。实验结果显示，在硝酸钠浓度为0.5 mol/L及甲酸钠浓度为2.5×10-3 mol/L的条件下，该水凝胶剂量计展现出了最佳的剂量响应线性相关性。此外，所制备的水凝胶剂量计不仅具备出色的抗穿刺性能、非脆性、耐高压能力以及机械性能的可调性，还在实际应用中表现出了非常好的时间稳定性，具有很好的潜在市场应用价值。  
        关键词：硝酸盐基复合水凝胶;高机械性能;辐射剂量计;放射治疗   
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        更新时间：2025-04-29

      • 聚四氟乙烯固体自由基剂量计性能的研究 AI导读

        “在聚合物材料剂量测量领域，研究人员利用聚四氟乙烯制备了一种新型固体剂量计片，适用于1至180千格雷高剂量范围测量与标定，具有优异的计量学性能。”
        常靖峰, 张光华, 吴国忠, 沈蓉芳, 董凯丰, 郑康海
        2024, 42(6): 60209. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0106
        摘要：聚四氟乙烯（PTFE）经电离辐射诱发能产生稳定自由基，本研究利用这一特点制备了一种PTFE固体剂量计片。实验数据和分析结果表明，该剂量计在较大剂量范围内（1~180 kGy）其自由基响应与吸收剂量保持正相关性，且受剂量率和能量依赖性的影响微小，同时辐照温度和辐照后存贮时间对PTFE固体剂量计片自由基衰退的影响呈现规律性。不同于目前行业使用的其他剂量计，该剂量计适用于高剂量范围测量与标定，量程范围在1~180 kGy，总不确定度小于5.02%，呈现优异的计量学性能。该研究对辐照加工聚合物材料或其他功能材料时的剂量精准调节和标定具有重要意义。  
        关键词：电离辐射;PTFE固体剂量计;自由基;高剂量范围;计量学性能   
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        更新时间：2025-04-29

      • 荧光探针法测定磷酸酯与羟基自由基的反应速率常数 AI导读

        “最新研究发现，香豆素荧光探针可有效测定磷酸酯与羟基自由基反应速率，为研究萃取剂与自由基反应提供新方法。”
        杨运佳, 吴翼茜, 彭静, 翟茂林, 李久强
        2024, 42(6): 60210. DOI: 10.11889/j.1000-3436.2024-0091
        摘要：基于香豆素与羟基自由基（•OH）反应后产生的7-羟基香豆素具有强荧光性的特点，使用香豆素作为荧光探针，对不同浓度磷酸三丁酯（TBP）和磷酸三异戊酯（TiAP）水溶液经γ射线辐照后的•OH产额进行了研究，并通过准一级动力学拟合分别测定了TBP及TiAP与•OH室温下的反应速率常数，测得kTBP=9.0±0.2×109 L/（mol·s），kTiAP=5.3±0.2×109 L/（mol·s）。由于TiAP的疏水性比TBP强，其与•OH的反应速率常数小于TBP，导致加入相同浓度的磷酸酯后，产生的•OH产额高于TBP体系。该工作为研究萃取剂与•OH反应提供了简单、方便、有效的方法。  
        关键词：香豆素荧光探针;羟基自由基;γ辐照;萃取剂;反应速率常数   
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        更新时间：2025-04-29
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