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Metal Organic Framework scintillant

Faits marquants

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le 23 mars 2021 /

Christophe Dujardin (quipe Luminescence), en collaboration avec des collgues de Milan, Genve et Vienne, a publi un article intitul "Composite fast scintillators based on high-Z fluorescent metalorganic framework nanocrystals" dans la revue Nature Photonics.

Les scintillateurs, matériaux produisant de la lumière par interaction avec un rayonnement, sont largement utilisés dans les détecteurs X ou gamma. En particulier, les tomographes à émission de positons (PET-SCAN), dont le principe est basé sur la détection en coïncidence de deux photons de 511 keV émis dans des directions opposées bénéficierait largement de l’implémentation d’une fonctionnalité temps de vol précise. Dans ce cadre, des scintillateurs rapides permettant une résolution de quelques dizaines de picosecondes sont nécessaires pour atteindre des résolutions de l’ordre du mm. Dans cet article, les auteurs démontrent que des matériaux composites à base de metal-organic framework (MOF) fluorescents peuvent être utilisés comme scintillateurs rapides.
Nous présentons un prototype de scintillateur élaborés en incorporant des nanocristaux de MOF dans un polymère. Les MOF comprennent des clusters de zirconium à haut Z permettant l’interaction avec les rayonnements ionisants, arrangés de manière judicieuse à des distances nanométrique des ligands 9,10-diphenylanthracene émetteurs. L’ensemble permet la sensibilisation rapide du ligand fluorescent permettant de contourner les difficultés liées au mélange de composés. Ce scintillateur a démontré un temps de montée de 45ps et un déclin de fluorescence de 4,1ns sous excitation aux rayons X, l’ensemble permettant d’obtenir une résolution en coïncidence à 511keV de 85ps.

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