受飞蛾眼天然结构的启发，科研人员研制出一种轻质织物，不仅能探测辐射、向使用者发出暴露风险预警，还能实现99%以上的X射线屏蔽效能。  

该材料可广泛应用于医疗诊断安全监测、地下勘探及核应急响应等领域。在上述各类场景中，这种新型织物相比目前使用的厚重防护服，更加实用且成本更低。

扬州大学庞欢教授表示：“传统X射线防护服通常以铅为原料，尽管屏蔽效率可达99%以上，但往往质地僵硬、穿着不适。铅的使用还会带来健康与环境方面的隐患。”

在此之前，尚无柔性辐射屏蔽材料能够对X射线泄漏进行实时预警。通过模仿这种夜行性昆虫的独特结构，庞欢团队研制出首款同时集成屏蔽与预警两大功能的织物材料。庞欢指出：“医疗与工业领域都迫切需要研发兼具高效辐射屏蔽与实时预警能力的柔性防护材料。”

飞蛾眼结构是屏蔽材料的理想模板

飞蛾眼表面布满微小的凸起，每个凸起的宽度仅为数纳米。由于凸起的尺寸均小于可见光波长，该结构能抑制入射光的反射，帮助蛾类及其他拥有类似眼部结构的昆虫在黑暗中视物。这些天然特性此前已为防反射、防眩光薄膜的研发带来灵感，这类薄膜如今被应用于玻璃涂层、太阳能电池板、隐形眼镜等产品中。  

庞教授及其团队在此理念上更进一步，通过复刻飞蛾眼部结构，研制出一种兼具柔韧性、透光性与耐用性的材料，即便在恶劣环境中也能保持性能稳定。

商用辐射探测器通常价格高昂，需要外接电源，且无法检测低剂量辐射。为此，研究人员选择采用闪烁体材料——这类材料受到辐射照射时会发出荧光，即便在低辐射暴露水平下也能产生可见光信号，但其质地通常十分坚硬，难以整合至织物中。庞教授表示：“传统的柔性闪烁体往往难以兼顾性能与稳定性，二者总要牺牲其一。”

研究团队选用了一种稀土化合物，该材料在低剂量X射线照射下会发出绿色荧光。这种稀土材料本身对湿度、光照等外界环境十分敏感，且质地天生坚硬易脆。

为突破这些缺陷，研究人员制备出二氧化硅纳米球，将其包覆在粉末状的稀土材料表面。将这些包覆后的纳米颗粒平整铺设在塑料基底上，便能复刻出飞蛾眼睛的微观结构，最终制成一款柔性薄膜。该薄膜能阻挡99.8%的X射线辐射，防护能力与0.35毫米厚的铅板相当。  

稳定的X射线屏蔽性能

所制备的织物具备耐水、耐酸碱特性，即使在恶劣环境下仍能保持稳定，性能不衰减。该材料在受到辐射照射后，发光时长可达20小时，即便辐射泄漏发生已久，仍能被检测出来。

庞教授设想，这种织物可广泛应用于多个领域，包括制作核应急防护服，或用于X射线成像设备的透明屏蔽罩，以便在发生辐射泄漏时及时向操作人员发出预警。他总结道：“这项研究为医疗、工业及国防领域的新一代防护技术研发奠定了基础。”

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参考文献：

Yuansheng Jiang et al., Moth-Eye-Engineered Flexible Films for X-Ray Shielding and Persistent Radiation Warning, Advanced Science (2025).DOI:10.1002/advs.202514035

*封图来源：“Moth” by Smabs Sputzer (1956-2017) via Flickr

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