高峰&雷威&徐晓宝Sci. Adv.：“告别‘黑白灰’！钙钛矿探测器让X射线“看见”颜色

当前先进的投影X射线成像技术在识别未知物质方面能力有限。本文林雪平大学高峰、东南大学雷威和徐晓宝等人开发了一种智能多能X射线成像技术，能够精确区分不同物质并用多种颜色进行标记。该技术利用不同X射线能量下的衰减系数比值作为物质特异性标记。为此，我们精心设计了一种单极型钙钛矿X射线探测器，通过定制算法将X射线能量解析为七个通道。结合机器学习与常见材料X射线衰减比值数据库，该系统能够准确识别由原子序数相近的轻元素构成的低密度生物组织。

通过将传统X射线图像的强度标尺转换为衰减系数比值，我们的工作展示了彩色编码X射线成像的概念验证，突显了其在能量色散计算机断层扫描、靶向药物输送、量子物理和宇宙探索等领域的应用潜力。

研究亮点：

1.单极钙钛矿探测器实现能量分辨：创新性采用n-i-n单极结构钙钛矿探测器，通过调节偏压调控载流子收集深度，成功将连续谱X射线解析为七个能量通道，为核心的物质识别提供硬件基础。

2.物质特异性标记新范式：突破传统灰度强度成像限制，提出以衰减系数比值作为新型“颜色”标尺，从根本上消除了样品厚度对识别的影响，实现了对物质本征属性的直接成像与编码。

3.智能识别系统集成：结合机器学习算法与材料数据库，构建了像素级的智能物质识别工作流。系统不仅成功区分了金属等无机物，更能识别密度相近的生物组织（如不同部位的骨骼、软组织），展示了在生物医学与安检等复杂场景的应用潜力。

Yuwei Li et al. ,Multienergy x-ray imaging enabled by unipolar perovskite detector for intelligent substance identification.Sci. Adv.12,eadz0228(2026).

DOI:10.1126/sciadv.adz0228

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adz0228

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