化学与生物化学教授马必武。（德文·比特纳/佛罗里达州立大学文理学院）
每一天，人们都在享受科学家和工程师制造更高效的x光机、电脑、手机和电视的成果。佛罗里达州立大学的研究人员正在推动这些技术的发展，并为这些设备开发新的更经济、更环保的材料。
FSU化学与生物化学教授Biwu Ma和他的实验室多年来一直在开拓被称为有机金属卤化物杂化材料（OMHHs）的使用。这些材料将有机分子与金属卤化物单元结合在一起，形成易于操作的结构，用于太阳能电池、发光二极管（led）等。今年秋天，他们与这些材料的各个方面相关的工作发表在三份不同的科学期刊上。
马说：“我们的团队被广泛认为是开发这种新型混合材料的先驱，这种材料被称为有机金属卤化物混合材料，或称OMHHs。”“这些材料的迷人之处在于它们独特的结构和性能可调性——就像组装乐高积木一样，我们可以用无数种方式将有机和金属卤化物构建块结合起来，生产出具有各种功能的材料，用于各种行业。”
不同形状的有机我
Ma团队制备的卤代盐混合物在环境光和紫外线下呈现。（马碧武提供）
在11月发表在《先进材料》杂志上的一篇文章中，马的团队展示了零维（0D） OMHHs与金属卤化物钙钛矿结合时如何作为发光材料，从而生产出高性能的白光led。研究人员将两层发光材料堆叠在一起——一层发出蓝光，另一层发出橙色和红色的光——从而产生白光。
除了将led中的电能转化为可见光外，0D OMHHs还可以将高能辐射（如x射线辐射）转化为可见光。这使得它们非常适合用于x射线闪烁体，而x射线闪烁体在医学成像、安全筛查和工业化学测试中发挥着关键作用。闪烁体可以用于牙医的牙齿成像或机场安检的行李成像，以及其他用途，传统上由无机材料制成，需要昂贵、高温和高压的制造。
作为第一个报告在2020年将低成本、环保的0D OMHHs用于x射线闪烁体的研究小组，马的小组一直处于推进这项技术的前沿。多年来，该团队在led方面的工作得到了美国国家科学基金会的持续支持，发表了十多篇备受瞩目的出版物，并培养了多名博士生。
化学与生物化学系主任杨伟说：“毕武是一位影响力很大的化学家，他在职业生涯中取得的成就令人惊叹。”“他不仅以设计具有‘梦想’特性的材料而闻名，而且还以开发新颖的概念和用他的工作指导材料设计领域而闻名。”
在9月份发表在《高级功能材料》杂志上的另一项研究中，Ma和他的团队描述了一种新型的0D OMHHs，即溶液处理的非晶态薄膜，如何用于生产大面积x射线闪烁体。在此之前，几乎所有基于0D omhh的x射线闪烁体都依赖于溶液生长的单晶，这需要大量的时间合成并且受到尺寸限制。Ma的团队利用omhh的无定形特性，促进了高性能，可溶液处理的闪烁体的创建。
该团队正在与多家研究机构合作，探索放射治疗和光子计数计算机断层扫描（一种放射学技术）的应用。他们还与工业合作伙伴合作，将基于0D omhh的闪烁体商业化，这种闪烁体可以使用地球上丰富的无毒原材料经济有效地生产。
杨说：“毕武非常有创造力，他的想法蕴含着非凡的洞察力。”他的学生们说，虽然毕武的想法一开始看起来难以置信，但它们总是很有效。该系在师资建设方面付出了巨大的努力，见证了优秀科学家在各自研究领域的成长，成为前沿学者，毕武是一个光辉的榜样。”
暗电流（即使在没有光存在的情况下，在光敏器件中流动的一种小电流）随时间的变化被检测器捕获。红线表示在典型的3D材料中检测到的暗电流，黑线表示在零维中检测到的量
有机食品
卤化物杂化。高暗电流导致检测器捕获的图像中的噪声增加，使其更难区分图像中的小细节。（马碧武提供）
在11月发表在《ACS能源快报》上的一篇文章中，马的团队与洛斯阿拉莫斯国家实验室和布法罗大学的研究人员合作，探索0D OMHHs在直接x射线探测器中的应用，该探测器将x射线转换为电信号。
直接x射线探测器广泛用于医学成像和安全检查，传统上使用硅和硒等材料，在性能、适应性和成本方面存在局限性。虽然金属卤化物钙钛矿等材料因其增强x射线检测的潜力而引起了人们的关注，但不稳定性和毒性仍然是广泛采用的重大障碍。
该团队证明，0D OMHHs提供了一种环保，低成本的替代品，具有高灵敏度，低检测限和固体稳定性等优点，使该材料成为从医疗诊断和成像到安全和科学研究的一系列应用的有希望的选择。马为这些基于omhh的直接x射线探测器提交了美国专利申请，该团队正在与他们的合作者寻求资助，以进一步推进这项技术。
马的研究与美国国家科学基金会资助的600万美元“激发新思想和转化卓越计划”（IGNITE-FSU）一致。该项目成立于2024年，旨在为FSU和塔拉哈西社区提供编程和培训机会，为企业家提供指导计划，旨在转化研究的新种子基金计划以及支持创新生态系统的新伙伴关系。马获得了IGNITE-FSU首届种子转化研究项目奖之一，该奖项旨在加速有望实现颠覆性创新的研究项目的开发。
马说：“自从我们在2017年发表第一篇关于这些材料的论文以来，我们不断探索新的成分、结构、性质、功能和应用，我们的工作涵盖了广泛的领域。”“我们认为0D OMHHs是一种非常通用的材料平台，在众多应用中具有超越现有材料的巨大潜力。”
要了解更多马在化学与生物化学系的工作和研究，请访问chem.fsu.edu。
这张图展示了Ma的团队如何通过溶液处理和热退火制备非晶态薄膜。（马碧武提供）
