CN113845909A - 一种高分辨率闪烁体薄膜、制备方法和制备设备及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高分辨率闪烁体薄膜及其制备方法和制备设备，属于高分辨X射线成像领域，解决现有闪烁体成膜技术中闪烁体薄膜不均匀、辐射发光强度低等缺陷的技术问题。所述高分辨率闪烁体薄膜包括保护层和闪烁体层。本发明提供的技术方案通过改善闪烁体薄膜的质地均匀程度，降低闪烁体薄膜厚度，增加闪烁体薄膜的透明性，以提升闪烁体薄膜的分辨率。

Description

一种高分辨率闪烁体薄膜、制备方法和制备设备及应用

技术领域

本发明属于高分辨X射线成像领域，尤其涉及一种高分辨率闪烁体薄膜、制备方法和制备设备及应用。

背景技术

X射线具有很强的穿透能力，常常被用于医学诊断、损伤检测等领域。闪烁体是一类可以将高能X射线变成可见光的材料，并且根据X射线能量的不同，将高能X射线变成相应亮度的可见光。之后通过相机得到相应的图像，结合图像分析就会得到所检测物体的内部信息。

实际使用时通常将闪烁体材料做成闪烁体薄膜，现有技术通过闪烁体均匀分散的分散体系来制作闪烁体薄膜的技术主要有自然干燥法和旋转涂覆法。

自然干燥法首先是将聚苯乙烯溶解在甲苯溶液里面，然后再加入纯化后的闪烁体溶液，并在超声的作用下将其均匀混合。再利用滴管将其滴在干净的玻璃片上，随着甲苯在空气中的挥发，就会在玻璃片上形成一层闪烁体薄膜。但是由于该闪烁体薄膜是由甲苯在空气中挥发形成的，且薄膜内含有大量聚苯乙烯，因此该种方法做出的薄膜不均匀且辐射发光强度极低，不适用于高分辨率闪烁体薄膜的制作。

旋转涂覆法是将上述混合溶液滴于匀胶机的匀胶台上，通过电机旋转，带动匀胶台旋转，将溶液均匀甩开，形成均匀的薄膜，但是由于闪烁体的密度过低，制成的薄膜辐照发光强度也比较低，也不适用于高分辨率闪烁体薄膜的制作。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提出一种高分辨率闪烁体薄膜、制备方法和制备设备及应用，以解决现有闪烁体成膜技术中闪烁体薄膜不均匀、辐射发光强度低等缺陷。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种高分辨率闪烁体薄膜，依次包括保护层和闪烁体层。

进一步地，所述闪烁体为钙钛矿闪烁体。

进一步地，所述钙钛矿闪烁体为CsPbBr₃:Ce³⁺闪烁体、CsPbBr₃+PPO闪烁体或CsPbBr₃闪烁体。

进一步地，所述过滤膜为聚偏氟乙烯膜、聚碳酸酯膜、氧化铝过膜、尼龙膜或硝酸纤维素膜；所述保护层的材质为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

进一步地，所述过滤膜的孔径为200nm。

另一方面，本发明还提供了一种高分辨率闪烁体薄膜的制备方法，用于制备上述高分辨率闪烁体薄膜，所述制备方法包括：

步骤1、制备闪烁体分散体系；

步骤2、将闪烁体分散体系均匀分布在过滤膜上；

步骤3、闪烁体分散体系的分散液通过过滤膜，在过滤膜上形成闪烁体层；

步骤4、在闪烁体层上形成保护层。

进一步地，所述步骤1中，将闪烁体颗粒分散在甲苯中制备得到闪烁体分散体系。

进一步地，所述过滤膜为聚偏氟乙烯膜、聚碳酸酯膜、氧化铝过膜、尼龙膜或硝酸纤维素膜；所述保护层的材质为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

进一步地，所述步骤2中，将闪烁体分散体系倾倒在过滤膜上，在过滤膜两侧压差的作用下，闪烁体颗粒在过滤膜的一侧形成闪烁体层。

进一步地，所述闪烁体颗粒的粒径为微纳米级，闪烁体分散体系中闪烁体纳米颗粒的浓度为60mg/ml～80mg/ml。

进一步地，所述步骤4包括：

步骤41、制备保护层材料的溶液；

步骤42、将保护层材料的溶液均匀分布在闪烁体层上；

步骤43、保护层材料的溶液的溶剂依次通过闪烁体层和过滤膜，形成保护层。

进一步地，所述步骤3中，在压差作用下，闪烁体分散体系的分散液通过过滤膜。

第二方面，本发明还提供了一种高分辨率闪烁体薄膜制备设备，用于制备高分辨率闪烁体薄膜或用于实现上述制备方法，包括过滤膜固定单元、加料单元和压差控制单元；

所述压差控制单元包括加料接收装置、抽真空装置和液体接收装置，或加料接收装置、加压装置和液体接收装置；所述抽真空装置和所述加压装置用于在过滤膜两侧形成过滤压差；所述加料接收装置位于过滤膜固定单元的一侧，液体接收装置位于过滤膜固定单元的另一侧；所述加料接收装置用于接收保护层或闪烁体层的料液；

所述过滤膜固定单元用于将过滤膜固定在液体接收装置上方；

所述加料单元用于向加料接收装置提供保护层或闪烁体层的料液。

第三方面，一种闪烁体薄膜在显微成像中的应用，所述闪烁体薄膜为第一方面任一项所述闪烁体薄膜或第二方面任一项所述制备方法得到的闪烁体薄膜。

与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：

1.以过滤的方式，使得闪烁体材料均匀地铺在过滤膜上，同时在过滤过程中，可以通过控制闪烁体均匀分散的分散体系的过滤量，控制闪烁体薄膜的厚度，从而得到质地均匀且很薄的闪烁体薄膜。闪烁体薄膜变薄能够提高闪烁体薄膜的透明性。因此，本发明能够通过改善闪烁体薄膜的质地均匀程度，降低闪烁体薄膜厚度，增加闪烁体薄膜的透明性，以提升闪烁体薄膜的分辨率。

2.采用粒径为纳米级别的闪烁体材料，可以提高闪烁体的辐射发光强度，并便于形成表面平整的薄膜。

3.在过滤膜两侧制造压差以便于得到更加致密的滤饼，以使闪烁体薄膜的质地更加均匀，同时加快闪烁体薄膜的干燥速率，从而提高闪烁体薄膜的制备效率。

4.先将薄膜保护材料配制成溶液，再将该溶液涂抹在闪烁体层表面，最后在以过滤的方式除去保护层含有的溶剂，以使薄膜保护材料在闪烁体层表面均匀地分布。

5.本发明得到的闪烁体薄膜具有很好的透明度，将玻璃基底的闪烁体薄膜放在“中国科学院”的标志上，字样清晰可见。研究中发现，本发明得到的闪烁体薄膜可将X射线转换为可见光，以使检测人员仅通过显微镜就能看到光学显微成像和X射线成像，可用于显微成像中。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为现有成膜方法制作的薄膜的表面扫描电子显微镜图像；

图2为本发明实施例提供的成膜方法制作的薄膜的侧面扫描电子显微镜图像；

图3为现有成膜方法制作的薄膜的侧面扫描电子显微镜图像；

图4为本发明实施例提供的成膜方法制作的薄膜的表面扫描电子显微镜图像；

图5为本发明实施例提供的制备设备示意图；

图6为本发明实施例1制得的CsPbBr₃闪烁体薄膜和现有技术制得的CsPbBr₃闪烁体薄膜的X射线激发光谱；

图7为实施例2制得的CsPbBr₃+PPO闪烁体薄膜和现有技术制得的CsPbBr₃+PPO闪烁体薄膜的X射线激发光谱；

图8为实施例3制得的CsPbBr₃:Ce³⁺闪烁体薄膜、现有技术制备的LuAG:Ce薄膜和LYSO:Ce薄膜的X射线激发光谱；

图9为将玻璃基底的闪烁体薄膜放在‘中国科学院’的标志上；

图10为实施例5所使用的增压过滤装置；

图11为实施例5制得的CH₃NH₃PbBr₃闪烁体薄膜的在X射线激发下的激发光谱。

附图标记：

1-塑料吸管，2-闪烁体分散体系，3-抽滤上瓶，4-不锈钢夹子，5-聚偏氟乙烯膜，6-容量瓶，7-胶管，8-真空泵，9-聚苯乙烯保护层，10-闪烁体层，11-聚偏氟乙烯膜，12-推杆，13-样品室，14-滤膜，15-液体收集室。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

现有技术通过闪烁体均匀分散的分散体系来制作闪烁体薄膜的技术主要有自然干燥法和旋转涂覆法。

对于自然干燥法和旋转涂覆法，由于闪烁体是分散在聚苯乙烯中的，因此在上述两者方法得到的薄膜中，闪烁体也是分布在聚苯乙烯中的。如图1所示，在上述薄膜中是聚苯乙烯为基质，闪烁体材料为聚苯乙烯基质中的分散相。对于薄膜而言，单位面积上的闪烁体材料含量越高，薄膜的辐照发光强度越高。上述薄膜结构中，闪烁体材料分散在聚苯乙烯中，因此聚苯乙烯的存在限制了单位面积上闪烁体材料的含量，从而导致自然干燥法和旋转涂覆法制得的薄膜很难应用到需求高分辨率的场景中。

此外，在自然干燥法中，闪烁体薄膜的形成基于甲苯的挥发。然而，闪烁体通常在甲苯中溶解性较差，因此闪烁体均匀分散的分散体系和甲苯混合后通常得到悬浊液。上述悬浊液在甲苯挥发的过程中，容易出现下沉和团聚，从而导致闪烁体薄膜质地不均匀。

针对上述技术问题，本发明提出了一种高分辨率闪烁体薄膜的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备闪烁体分散体系。

在本发明实施例中，所述闪烁体为钙钛矿闪烁体，包括：CsPbBr₃、CsPbBr₃+PPO(二苯基噁唑)、CsPbBr₃:Ce³⁺，闪烁体分散体系中的闪烁体的浓度与闪烁体层的厚度正相关。

在本发明实施例中，CsPbBr₃制备方法包括如下步骤：

第一步：利用十八烯，碳酸铯，油酸制备前驱体溶液。

第二步：利用十八烯、油酸、油胺和溴化铅，制备铅离子溶液。

第三步：将前驱体溶液加入到上述铅离子的溶液中，得到CsPbBr₃溶液。

第四步，经过离心得到CsPbBr₃固体。

制备CsPbBr₃+PPO时，先混合CsPbBr₃溶液与PPO甲苯溶液，再离心得到CsPbBr₃+PPO固体。

制备CsPbBr₃:Ce³⁺的方法除了在第二步中加入溴化铈以外，与CsPbBr₃的制备方法相同。

步骤2、将闪烁体分散体系均匀分布在过滤膜；

步骤3、闪烁体分散体系的分散液通过过滤膜，在过滤膜上形成闪烁体层；

步骤4、利用薄膜保护材料在闪烁体层表面形成保护层。

在本发明实施例中，分散体系通过滤膜后，闪烁体材料均匀地铺在滤膜上，分散介质通过滤膜，如此以过滤的方式，使得闪烁体材料均匀地铺在滤膜上，从而得到质地均匀的闪烁体薄膜。在该薄膜中，闪烁体分布均匀且成分唯一，相比现有技术的自然干燥法和旋转涂覆法得到的薄膜中聚苯乙烯和闪烁体材料混合在一起，本发明薄膜单位面积上的闪烁体材料含量远大于现有技术。即便在薄膜上利用薄膜保护材料聚苯乙烯形成保护层，由于滤饼的致密性，闪烁体材料也是单独地一层并没有因为聚苯乙烯的加入而降低单位面积上的闪烁体材料含量，因而本发明实施例制备的薄膜具有极高的分辨率。具体地，如图2和图3所示，其中图2为本发明实施例提供的薄膜侧面扫描电子显微镜图像，图3为现有技术的薄膜侧面扫描电子显微镜图像。由图2和图3可知，本发明的薄膜中聚苯乙烯层和闪烁体层之间界限明显，而现有技术中聚苯乙烯和闪烁体之间完全混合。因此，本发明的薄膜上单位面积上的闪烁体材料含量远大于现有技术，即本发明的薄膜具有更高的分辨率。

为了进一步提高闪烁体的辐射发光强度，并得到表面平整的薄膜，在本发明实施例中，选用粒径为纳米级的闪烁体材料，如闪烁体纳米颗粒。根据立方体紧密堆积模型，立方体越小，堆积体表面的立方体分布越致密，最终使堆积体表面趋近于平滑。过滤膜上的滤饼可以看作是由闪烁体材料堆积得到的堆积体，因此当闪烁体材料颗粒为纳米级时，可有效保证薄膜表面的平整度，如图4所示。

在闪烁体分散体系中，闪烁体纳米颗粒的浓度控制在60mg/ml～80mg/ml，优选地，烁体纳米颗粒的浓度为70mg/ml；

针对粒径为纳米级的闪烁体材料，本发明采用的过滤膜包括：聚偏氟乙烯膜。过滤膜还可以为聚碳酸酯膜、氧化铝过膜、尼龙膜或硝酸纤维素膜。

为了进一步得到质地均匀且致密的薄膜，本发明通过在过滤膜两侧制造压差，让过滤膜倾倒分散体系一侧的压强大于滤膜液体分散介质流出一侧的压强。借助滤膜两侧的压差，使得滤饼获得压力，从而使滤饼更加的致密。制造压差包括增压过滤和减压过滤。对于减压过滤，过滤膜倾倒分散体系一侧的压强为大气压，滤膜液体分散介质流出一侧的压强为负压。同时上述方式还能减少过滤时间，从而缩短闪烁体薄膜形成的过程。

在本发明实施例中，在闪烁体层上形成保护层的具体过程为：先制备保护层材料的溶液，将溶液均匀地涂抹在闪烁体层表面，使得保护层材料均匀地分布在闪烁体层上。对于聚苯乙烯等粘度较大的薄膜保护材料，保护层的形成基本靠溶剂的自然挥发，由于闪烁体薄膜的存在常规过滤对加速保护层与溶剂分离的效果不明显。因此在滤膜两侧制造压差，让滤膜倾倒液体一侧的压强大于滤膜液体流出一侧的压强，以加速薄膜保护材料在闪烁体薄膜表面形成保护层，例如加压过滤和减压过滤。

本发明通过过滤的方式在过滤膜上形成闪烁体层，因此，本发明还提供了一种高分辨率闪烁体薄膜制备设备，包括过滤膜固定单元、加料单元和压差控制单元。

过滤膜是高分辨率闪烁体薄膜的基体，是形成闪烁体层和保护层的基础，为了便于稳定操作，需要固定过滤膜，本发明通过设置过滤膜固定单元实现过滤膜的支撑固定。

在过滤膜两侧制造压差以便于得到更加致密的滤饼，以使闪烁体薄膜的质地更加均匀，同时加快闪烁体薄膜的干燥速率，从而提高闪烁体薄膜的制备效率，制备设备包括压差控制单元，所述压差控制单元包括加料接收装置、抽真空装置和液体接收装置，或加料接收装置、加压装置和液体接收装置；所述抽真空装置和所述加压装置用于在过滤膜两侧形成过滤压差；所述加料接收装置位于过滤膜固定单元的一侧，液体接收装置位于过滤膜固定单元的另一侧；所述加料接收装置用于接收保护层或闪烁体层的料液；

所述过滤膜固定单元用于将过滤膜固定在液体接收装置上方；

所述加料单元用于向加料接收装置提供保护层或闪烁体层的料液。

也就是说，抽真空装置和加压装置通过管道与液体接收装置连通，用于在过滤膜两侧形成过滤压差。过滤过程中，一部分物质保留在过滤膜上方，另一部分透过过滤膜，因此，将加料接收装置设置在过滤膜的一侧，液体接收装置设置在过滤膜的另一侧，保护层或闪烁体层的料液进入加料接收装置后，在过滤压差的作用下，滤液进入液体接收装置，在成膜的同时实现滤液的回收。

本发明实施例提供了一种闪烁体薄膜的应用，闪烁体薄膜用于在结合光学显微镜和X射线源观测的条件下，观测微观结构。具体地，显微镜的成像原理是将待观测样品的局部进行放大，放大倍数通常为几百倍甚至上千倍，也就说显微镜视野范围内的细胞或者其他微观结构其实只是待观测样品上非常小的一部分。检测人员通常只是想知道显微镜视野范围内这部分物质的结构，而常规的X射线检测通常是针对一个相对来说宏观的区域进行检测。例如，脑部CT(Computed Tomography，电子计算机断层扫描)是针对人脑的一个功能区域进行扫描，但不会得到该区域中神经元等细胞组织的X射线成像。因此，本发明实施例中，观测到的X射线成像不仅仅是常规的X射线成像，还包括细胞这样的微观结构的X射线成像。即，针对显微镜观测到的观测区域进行X射线成像)。

使用闪烁体薄膜是为了将X射线转换为可见光，以便于用显微镜观测X射线成像。具体地，在待观测样品的观测面上设置透明闪烁体薄膜，以兼顾将X射线转换为可见光以及通过显微镜获取X射线成像。而使用透明闪烁体薄膜，是便于检测人员能通过闪烁体薄膜确定待观测样品的观测区域，最终实现结合X射线和光学显微镜观测微观结构。

为了上述实施例的可行性，本发明以减压过滤为例，给出下述实施例，实施例1-3的减压过滤装置如图5所示，包括塑料吸管1、抽滤上瓶3、不锈钢夹子4、聚偏氟乙烯膜5、容量瓶6和真空泵8。抽滤上瓶3置于容量瓶6上方，聚偏氟乙烯膜5置于抽滤上瓶3和容量瓶6之间，不锈钢夹子4用于固定抽滤上瓶3和容量瓶6，容量瓶6上部分设置有抽气口，抽气口通过胶管7与真空泵8相连。

实施例1

制备CsPbBr₃闪烁体薄膜，其具体制备步骤如下：

步骤一:首先利用无水乙醇和纯净水冲洗抽滤上瓶3和容量瓶6，选取砂芯直径为20mm的容量瓶6，冲洗干净后放在70度烘箱里面烘干仪器，进行制膜前，首先确保抽滤上瓶3和容量瓶6内没有水分和乙醇的存在。

步骤二:称取聚苯乙烯500mg，溶于10ml甲苯中,配置50mg/ml的聚苯乙烯甲苯溶液。

步骤三:用甲苯润洗抽滤上瓶3三次，将光滑的、无划痕的尺寸大小为25mm×25mm、孔径为200nm的聚偏氟乙烯膜5放在抽滤上瓶3和容量瓶6之间，用不锈钢夹子夹紧抽滤上瓶3和容量瓶6，此时再次用甲苯润洗抽滤上瓶3，同时观察抽滤上瓶3与聚偏氟乙烯膜5之间是否会有甲苯漏出，若无甲苯漏出，此时再用塑料吸管1吸取2ml浓度为70mg/ml的CsPbBr₃的甲苯溶液，此时开启真空泵8，随着容量瓶3与周围大气压的气压差逐渐增大，甲苯缓慢落到容量瓶6内，CsPbBr₃纳米颗粒(粒径为5nm-10nm)会留在聚偏氟乙烯膜5上形成闪烁体薄膜层10。

步骤四:真空泵8工作一段时间后，直到抽滤上瓶3中的闪烁体分散体系过滤完成，此时先移除不锈钢夹子4，再移除抽滤上瓶3，此时关闭真空泵8。

步骤五:通过真空泵8上的仪表观察容量瓶6内的压强恢复到标准大气压后，再用塑料吸管1吸取1ml聚苯乙烯溶液，缓慢滴于聚偏氟乙烯膜5上的闪烁体薄膜层10上，直到聚苯乙烯溶液铺满闪烁体薄膜层10，此时开启真空泵，聚苯乙烯溶液中的甲苯会缓慢落入容量瓶6里面，聚苯乙烯会留在CsPbBr₃闪烁体薄膜层上面，直到甲苯完全挥发和过滤掉，关闭真空泵8，待瓶内的压强恢复到标准大气压后，取下制好的CsPbBr₃闪烁体薄膜。

步骤六:用镊子沿薄膜的边缘小心揭起制备好的薄膜，可将此闪烁体薄膜转移到石英片上。

制得的闪烁体薄膜质地均匀，包括聚苯乙烯保护层和CsPbBr₃闪烁体薄膜层，其中保护层的厚度为5μm、闪烁体层的厚度为30μm。

实施例2

制备CsPbBr₃+PPO闪烁体薄膜，其具体制备步骤如下：

步骤一:首先利用无水乙醇和纯净水冲洗抽滤上瓶3和容量瓶6，选取砂芯直径为20mm的容量瓶6，冲洗干净后放在70度烘箱里面烘干仪器，进行制膜前，首先确保抽滤上瓶3和容量瓶6内没有水分和乙醇的存在。

步骤二:分别称取聚苯乙烯500mg、PPO700mg，分别溶于10ml甲苯中,配置50mg/ml的聚苯乙烯甲苯溶液和70mg/ml的PPO甲苯溶液。

步骤三:用甲苯润洗抽滤上瓶3三次，将光滑的、无划痕的尺寸大小为25mm×25mm、孔径为200nm的聚偏氟乙烯膜5放在抽滤上瓶3和容量瓶6之间，用不锈钢夹子4夹紧抽滤上瓶3和容量瓶6，此次用甲苯润洗抽滤上瓶3，同时观察抽滤上瓶3与聚偏氟乙烯膜5之间是否会有甲苯漏出，若无甲苯漏出，此时再用塑料吸管1吸取3ml浓度为70mg/ml的CsPbBr₃的甲苯溶液和1ml浓度为50mg/ml的PPO甲苯溶液，混匀后加入到抽滤上瓶3中，此时开启真空泵8，随着容量瓶6与周围大气压的气压差逐渐增大，甲苯缓慢落到容量瓶6内，CsPbBr₃+PPO的纳米颗粒粒径为(10nm-20nm)会留在聚偏氟乙烯膜5上形成闪烁体薄膜层10。

步骤四:真空泵8工作一段时间后，直到抽滤上瓶3中的闪烁体均匀分散的分散体系过滤完成，此时先移除不锈钢夹子4，再移除抽滤上瓶3，此时关闭真空泵8。

步骤五:通过真空泵8上的仪表观察容量瓶6内的压强恢复到标准大气压后，再用塑料吸管1吸取1ml聚苯乙烯溶液，缓慢滴于聚偏氟乙烯膜5上的闪烁体薄膜层10上，直到聚苯乙烯溶液铺满闪烁体薄膜层10，此时开启真空泵8，聚苯乙烯溶液中的甲苯会缓慢落入容量瓶6里面，聚苯乙烯会留在CsPbBr₃闪烁体薄膜层上面，直到甲苯完全挥发和过滤掉，关闭真空泵8，待瓶内的压强恢复到标准大气压后，取下制好的CsPbBr₃+PPO闪烁体薄膜。

步骤六:用镊子沿薄膜的边缘小心揭起制备好的薄膜，可将此CsPbBr₃+PPO闪烁体薄膜转移到石英片上。

制得的闪烁体薄膜质地均匀，包括聚苯乙烯保护层和CsPbBr₃+PPO闪烁体薄膜层，其中保护层的厚度为5μm、闪烁体层的厚度为45μm。

实施例3

制备CsPbBr₃：Ce³⁺闪烁体薄膜，其具体制备步骤如下：

步骤一:首先利用无水乙醇和纯净水冲洗抽滤上瓶3和容量瓶6，选取砂芯直径为20mm的容量瓶6，冲洗干净后放在70度烘箱里面烘干仪器，进行制膜前，首先确保抽滤上瓶3和容量瓶6内没有水分和乙醇的存在。

步骤二:称取聚苯乙烯500mg，溶于10ml甲苯中,配置50mg/ml的聚苯乙烯甲苯溶液。

步骤三:用甲苯润洗抽滤上瓶3三次，将光滑的、无划痕的尺寸大小为25mm×25mm、孔径为200nm的聚偏氟乙烯膜5放在抽滤上瓶3和容量瓶6之间，用不锈钢夹子4夹紧抽滤上瓶3和容量瓶6，此时再次用甲苯润洗抽滤上瓶3，同时观察抽滤上瓶3与聚偏氟乙烯膜5之间是否会有甲苯漏出，若无甲苯漏出，此时再用塑料吸管1吸取4ml浓度为70mg/ml的CsPbBr₃：Ce³⁺的甲苯溶液，此时开启真空泵8，随着容量瓶6与周围大气压的气压差逐渐增大，甲苯缓慢落到容量瓶6内，CsPbBr₃：Ce³⁺纳米颗粒(粒径为20nm-50nm)会留在聚偏氟乙烯膜5上。

步骤四:真空泵工作一段时间后，直到抽滤上瓶3中的闪烁体均匀分散的分散体系过滤完成，此时先移除不锈钢夹子4，再移除抽滤上瓶3，此时关闭真空泵8。

步骤五:通过真空泵8上的仪表观察容量瓶6内的压强恢复到标准大气压后，再用塑料吸管1吸取1ml聚苯乙烯溶液，缓慢滴于聚偏氟乙烯膜5上的闪烁体薄膜层10上，直到聚苯乙烯溶液铺满闪烁体薄膜层10，此时开启真空泵8，聚苯乙烯溶液中的甲苯会缓慢落入容量瓶6里面，聚苯乙烯会留在CsPbBr₃：Ce³⁺闪烁体薄膜层上面，直到甲苯完全挥发和过滤掉，关闭真空泵8，待瓶内的压强恢复到标准大气压后，取下制好的CsPbBr₃：Ce³⁺闪烁体薄膜。

步骤六:用镊子沿薄膜的边缘小心揭起制备好的薄膜，可将此闪烁体薄膜转移到石英片上。

制得的闪烁体薄膜质地均匀，包括聚苯乙烯保护层和CsPbBr₃：Ce³⁺闪烁体薄膜层，其中保护层的厚度为5μm、闪烁体层的厚度为60μm。

实施例4

成膜方法与实施例1相同，不同之处在于，成膜材料为CH₃NH₃PbBr₃，并使用孔径大小为0.45μm的聚偏氟乙烯滤膜。制得的闪烁体薄膜质地均匀，包括CH₃NH₃PbBr₃保护层和CsPbBr₃闪烁体薄膜层，厚度分别为30μm，其中保护层的厚度为5μm、闪烁体层的厚度为30μm。

实施例5

步骤一：首先利用无水乙醇和纯净水冲洗推杆12、样品室13和液体收集室15，冲洗干净后放在70度烘箱里面烘干仪器，进行制膜前，首先确保推杆1、样品室13和液体收集室15内没有水分和乙醇的存在。

步骤二：在样品室13中加入CH₃NH₃PbBr₃钙钛矿闪烁体溶液。将推杆1推入到样品室13中，同时缓慢对推杆1施加推力。由于样品室13的压力大于液体收集室15的压力，CH₃NH₃PbBr₃钙钛矿闪烁体溶液会从样品室13流入到液体收集室15内，在滤膜14上会形成一层闪烁体层。

步骤三：称取聚苯乙烯500mg，溶于10ml甲苯中,配置浓度为50mg/ml的聚苯乙烯甲苯溶液。

步骤四：当样品室中的闪烁体溶液全部过滤到液体收集室中的时候，此时，移除推杆，在样品室中滴加浓度为50mg/ml的聚苯乙烯甲苯溶液，直至铺满整个闪烁体为止。

步骤五：将推杆推入样品室，聚苯乙烯溶液中的甲苯会缓慢落入液体收集室里面，聚苯乙烯会留在CH₃NH₃PbBr₃闪烁体层上面，直到甲苯完全过滤掉。将样品室从滤膜上移除，取下制好的CH₃NH₃PbBr₃闪烁体薄膜。

步骤六:用镊子沿薄膜的边缘小心揭起制备好的薄膜，可将此闪烁体薄膜转移到石英片上。

针对实施例1-4中制备得到的闪烁体薄膜以及现有技术制备的LuAG:Ce和LYSO:Ce薄膜分别进行X光激发，得到图谱如图6-8所示。由图6-8可知，本发明实施例提供的薄膜具有更高的辐照发光强度，从而证明实施例1-4中薄膜单位面积上的闪烁体含量大于现有技术中薄膜单位面积上的闪烁体含量。如图9所示，将实施例1-4制备的薄膜覆盖在标识上，但标识依然清晰可见，证明本发明得到薄膜具有很好的透明度。

实施例5为通过加压过滤得到闪烁体薄膜的具体实现方式，其对应的X射线激发光谱如图11所示，装置结构如图10所示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高分辨率闪烁体薄膜，其特征在于，包括保护层和闪烁体层。

2.根据权利要求1所述的高分辨率闪烁体薄膜，其特征在于，所述闪烁体为钙钛矿闪烁体。

3.根据权利要求2所述的高分辨率闪烁体薄膜，其特征在于，所述钙钛矿闪烁体为CsPbBr₃:Ce³⁺闪烁体、CsPbBr₃+PPO闪烁体或CsPbBr₃闪烁体。

4.一种高分辨率闪烁体薄膜的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3所述的高分辨率闪烁体薄膜，所述制备方法包括：

步骤1、制备闪烁体分散体系；

步骤2、将闪烁体分散体系均匀分布在过滤膜上；

步骤3、闪烁体分散体系的分散液通过过滤膜，在过滤膜上形成闪烁体层；

步骤4、在闪烁体层上形成保护层。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述过滤膜为聚偏氟乙烯膜、聚碳酸酯膜、氧化铝过膜、尼龙膜或硝酸纤维素膜；所述保护层的材质为聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，将闪烁体颗粒分散在甲苯中制备得到闪烁体分散体系。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述闪烁体颗粒的粒径为微纳米级，闪烁体分散体系中闪烁体颗粒的浓度为60mg/ml～80mg/ml。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4包括：

步骤41、制备保护层材料的溶液；

步骤42、将保护层材料的溶液均匀分布在闪烁体层上；

步骤43、保护层材料的溶液的溶剂依次通过闪烁体层和过滤膜，形成保护层。

9.一种闪烁体薄膜在显微成像中的应用，其特征在于，所述闪烁体薄膜为权利要求1-3任一项所述闪烁体薄膜或权利要求4-8任一项所述制备方法得到的闪烁体薄膜。

10.一种高分辨率闪烁体薄膜制备设备，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一项所述的高分辨率闪烁体薄膜或用于实现权利要求4-8任一项所述的制备方法，包括过滤膜固定单元、加料单元和压差控制单元；

所述压差控制单元包括加料接收装置、抽真空装置和液体接收装置，或加料接收装置、加压装置和液体接收装置；

所述抽真空装置和所述加压装置用于在过滤膜两侧形成过滤压差；所述加料接收装置位于过滤膜固定单元的一侧，液体接收装置位于过滤膜固定单元的另一侧；所述加料接收装置用于接收保护层或闪烁体层的料液；

所述过滤膜固定单元用于将过滤膜固定在液体接收装置上方；

所述加料单元用于向加料接收装置提供保护层或闪烁体层的料液。

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