在医学成像、安全检查、核安全与科研等场景中，X射线被广泛用于获取被遮蔽的信息。现有X射线探测器常依赖刚性无机材料，制造流程复杂且成本较高。佛罗里达州立大学（Florida State University）化学与生物化学系教授马碧武带领团队开展的两项研究，尝试以低成本、可加工的有机—无机混合材料替代部分传统方案。

马碧武团队分别在《Small》和《Angewandte Chemie》发表成果：前者聚焦直接X射线探测材料，目标是在X射线照射下直接产生电信号；后者则开发闪烁体材料，使其在X射线或其他高能辐射作用下发出可见光，用于成像与探测。

两项研究均围绕新型有机—无机混合体系展开。研究人员将其分别命名为有机金属卤化物复合物（OMHCs）与有机金属卤化物混合物（OMHHs），并通过分子层面的结构调控，使材料适配不同的探测路径。团队表示，这一策略旨在推动低成本、可扩展且具柔性潜力的X射线探测技术发展。

玻璃态OMHC薄膜用于直接X射线探测

研究团队指出，市售直接X射线探测器多采用无机半导体材料，例如碲化镉（CdTe）与碲锌镉（CdZnTe）。这类材料可能涉及有毒元素，且制造过程能耗较高、成本昂贵。

在发表于《Small》的研究中，团队首次展示OMHCs作为直接X射线探测材料的应用。该类材料由碳基半导体分子与金属卤化物组分结合而成。研究中使用的一种特定OMHC化合物由锌、溴及碳基分子构成，研究人员称其可实现较高效的X射线吸收与电子传输。

在制备工艺上，团队采用类似塑料熔融成型的熔融加工方法，将OMHC分子晶体转化为无定形的玻璃态材料，并可塑造成可直接使用的形态。基于该材料制成的器件可将入射X射线转换为电信号。

研究结果显示，该探测器在低剂量X射线条件下仍能产生强电响应，且团队对其长期稳定性进行了评估：器件在常温环境存放四个月后，性能保持约98%。研究还称，OMHCs可由丰富且无毒的原材料合成，叠加相对简化的熔融加工流程，有望降低材料与器件制造成本并提升可扩展性。

基于OMHH的快速闪烁体与织物化器件

在发表于《Angewandte Chemie》的研究中，团队开发了基于OMHH的新型闪烁体材料，强调其高光产率与快速响应特性，即在X射线照射下可发出强可见光且响应接近瞬时。研究人员介绍，OMHHs与OMHCs同属有机—无机混合体系，但其有机组分与金属卤化物通过不同类型的化学键结合为单一材料。

该研究建立在团队自2020年以来对环保型OMHH闪烁体的持续探索之上。团队称，早期材料依赖较慢的晶体生长过程，限制了器件尺寸与柔韧性，同时光发射衰减较慢。最新一代材料通过取消晶体生长需求并提升光响应速度，试图解决上述限制。

研究结果显示，通过分子结构设计，团队制备出无定形OMHH材料，其响应时间达到纳秒级。研究人员指出，与早期OMHH闪烁体主要由金属卤化物中心发光且持续时间较长不同，新材料的发光来自有机组分，从而实现更快响应，同时保持对X射线的吸收能力与较高光输出。

团队同时展示了材料加工形态的扩展：由于无定形特性，材料可制成薄膜与涂层，并进一步制备出基于织物的X射线闪烁体，具备集成到服装中的可能性，用于可穿戴与便携式辐射探测。

专利推进与合作测试

研究团队表示，尽管两项研究分别对应直接探测与闪烁探测两条技术路线，但均采用相近的材料设计思路，旨在应对下一代X射线探测技术在成本、制造与性能方面的关键挑战。

佛罗里达州立大学已开始就相关技术申请专利，并在实际条件下开展测试。团队还与多家研究机构及产业伙伴合作探索应用，包括代尔夫特理工大学（TU Delft）用于光子计数计算机断层扫描、安特卫普大学用于放射治疗发光剂量计、布法罗大学用于像素化X射线成像器，以及Qrona Technologies用于X射线显微技术等方向。