摘要：在医院做肿瘤检查时，不少人都有过这样的经历,拍完X光后要等上好几个小时才能拿结果，要是需要进一步观察肿瘤变化，还得反复预约大型设备，既耗时又折腾。

文|ho侯神

编辑|ho侯神

在医院做肿瘤检查时，不少人都有过这样的经历,拍完X光后要等上好几个小时才能拿结果，要是需要进一步观察肿瘤变化，还得反复预约大型设备，既耗时又折腾。

更让人揪心的是，医生在手术中想要实时掌握肿瘤位置和状态，往往只能凭经验判断，就像蒙着眼睛走迷宫，多一分不确定，患者就多一分风险。

而工业生产里，要检测精密机械内部的细微裂痕，要么得把设备拆开，要么就得接受成像模糊、漏检的可能。

这些困扰多年的难题，如今正被一根比头发丝还细的光纤悄悄破解。

华南理工大学章皓团队用四年时间打磨出的1600像素光纤阵列，乍一听像是实验室里的小众发明，实则是戳中了医疗和工业领域痛点的关键武器。

这组光纤阵列最让人眼前一亮的本事，就是能让X射线像长了透视眼，既能穿透人体组织，又能以60.7lp/mm的高分辨率实时捕捉肿瘤动态，而且辐射剂量还低。

要知道，过去医院里的大型X射线设备，别说实时成像，更别提植入生物体内长期监测肿瘤生长了。

要是真的落地使用这个光纤阵列，可以记录放疗化疗对肿瘤的影响，甚至能观察到肿瘤血管如何在药物作用下凋亡。

这种从静态到动态的转变，可不是简单的技术升级，更像是给医学观察装上了实时监控，让肿瘤的一举一动都逃不过眼睛。

直到现在才做出能用于X射线成像的光纤阵列，是因为这里面藏着一个关键难题，要让光纤既能穿透X射线，又能清晰传像，就得在玻璃里加入闪烁晶体。

但过去的工艺要么让玻璃变得不透明，要么就会降低成像分辨率，就像想让一块玻璃既透光又能精准反射画面，始终找不到平衡。

章皓团队的突破之处，就在于用熔淬工艺和热处理方法，让Cs3Cu2X5纳米晶在玻璃光纤里乖乖生长，既没破坏玻璃的透明度，还保留了晶体的高光效。

量子产率甚至达到了87.02%，这种材料上的创新，就像是给光纤装上了高清摄像头，让X射线成像既能看得深，又能看得清。

一开始，他们为了找到合适的玻璃配方，几乎试遍了硼硅酸盐、磷酸盐、锗酸盐等所有常见玻璃体系，光是总结原料对晶体生长的影响，就花了将近两年时间。

后来尝试拉制光纤时，又因为忽略了折射率参数，导致半年多都做不出能传光的透明光纤，内层芯层的折射率只比包层高0.01，光根本跑不进芯层，就像水流在平坦的地面上四处漫溢，没法形成稳定的光通道。

最让人揪心的是，就在他们推倒重来调整材料体系时，其他团队还抢先发表了同类材料的论文，这就像是眼看快到终点，却发现别人已经冲过了线。

但好在前期积累的经验帮了大忙，他们只用3个多月就重新设计出了符合要求的材料，2024年初终于做出了兼具透明性和光波导特性的光纤。

到了制备光纤阵列这一步，新的挑战又出现了。要把数千根直径仅7-8微米的光纤，排列成直径300-500微米的密排阵列，难度不亚于用镊子把几千根头发丝整齐地捆成一束，稍不留神就会断裂。

一开始，团队做出的阵列总是出现形状畸变，直到有人偶然从正六边形的结构中获得灵感。

他们把光纤包层设计成正六边形，果然解决了形变问题，最终做出了1600像素的光纤阵列。

根据研究，该光纤阵列理论上能深入狭窄空间，以低剂量实现高分辨率成像，就像给工业检测装上了微型内窥镜，不用拆设备就能看清内部状况。

除了医疗领域，这个光纤阵列在工业探伤中，汽车制造，等领域都能大显身手。

比如在汽车制造中，检测发动机缸体的细微裂纹，用传统设备可能需要几小时，且分辨率不足，而这个光纤阵列理论上来看，不仅能实时成像，还能精准捕捉到0.1毫米以下的缺陷，大大提高了检测效率和准确性。

当然，任何新技术从实验室走向实际应用，都还需要时间打磨，比如目前的光纤阵列还不具备柔性，植入生物体内时可能会对组织造成一定损伤，团队也计划下一步解决柔性问题。

但不可否认的是，章皓团队的这项研究，已经为X射线成像打开了一扇新大门，它不再是冷冰冰的大型设备，而是能深入场景、贴近需求的精准工具。

回顾整个研发过程，从试错两年找配方，到半年攻坚光纤拉制，再到解决阵列排列难题，每一步都充满挑战。

这也告诉我们，真正的科技创新，从来不是一蹴而就的灵光一现，而是在无数次实验中积累经验、在挫折中寻找突破的“笨功夫”。

相关成果链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-61416-7

来源：ho侯神