第一作者:  陆黄杰，谢健

通讯作者:  潘清江，王殳凹，林健

通讯单位:  中国科学院上海应用物理研究所，黑龙江大学，苏州大学

研究内容：

由于对监测高能辐射和环境暴露的需求越来越大，显示明显的辐照度响应的辐射剂量计是非常可取的。在此，我们提出了一个基于离散纳米团簇Th-SINAP-100，明智地将重Th6多核中心作为辐射衰减器和有机连接器作为光响应传感器。有趣的是，包括紫外线、β射线和γ射线在内的多个外部刺激下的双模块光致变色跃迁被整合到这种单一材料。显著的颜色变化，更显著的是，发光对累积辐射剂量的可见颜色转变，允许一个现场定量平台，用于肉眼检测大范围(1-80kGy)内的电离辐射。单晶x射线衍射和密度泛函理论计算表明，双模光致变色可归因于相邻TPC部分间π-π堆叠相互作用增强导致的π(TPC)→π*(TPC)分子间电荷转移。

要点一：

作者开发了一个钍基光致变色金属有机纳米团簇Th-SINAP-100，它提供了紫外和电离辐射的直接读出比色剂量学。密集的[Th₆(OH)₄(O)₄(H₂O)₆]₁₂⁺核心作为辐射衰减器和TPC配体作为光响应传感器，使发光光致变色跃迁纳入单一材料。

要点二：

   值得注意的是，Th-SINAP-100显示了β射线诱导的光染色质。PL的可见响应使Th-SINAP-100可以作为电离辐射的比色剂量计，就像广泛使用的pH条纹一样，克服了对读出仪器的依赖。

要点三：

由于其结构上的辐射敏感有机连接剂的高密度，与现有的放射性光致发光材料相比，其剂量学达到了创纪录的高剂量(1MGy)。

图1：Th-SINAP-100的晶体结构。 

图2：Th-SINAP-100的光致变色作用。

图3：荧光度和比色剂量计。

图4：光致色性和光致发光的调节机制。

参考文献: Huangjie Lu, Jian Xie, Xin-Yu Wang, Yaxing Wang, Zi-Jian Li, Kariem Diefenbach, Qing-Jiang Pan , Yuan Qian, Jian-Qiang Wang , Shuao Wang & Jian Lin, Visible colorimetric dosimetry of UV and ionizing radiations by a dual-module photochromic nanocluster，Nature Communications, 2021,12:2798.