聚集诱导发光(AIE)材料

千姿百态

有机发光材料通常具有光电效率高、响应快以及分子柔性等优点，其已经在有机电致发光器件、化学传感、生物探针等方面取得了广泛的应用；在有机激光、发光场效应晶体管等领域具有潜在的应用价值, 因此备受学术界和产业界的重要关注。而无机发光材料则具有电子结构多样化性、热光化学稳定性与性能可变性等优势；将有机/无机发光材料的优势进行互补，兼具有机发光材料和无机发光材料的优点，实现两者的“刚柔并济”，获得性能更优异的光电信息功能材料已成为本世纪重要的研究方向之一．然而，传统的有机发光材料大多具有大π共轭体系，其在稀溶液中有较高的荧光量子产率，但在聚集状态（高浓度溶液或者固态）下，分子间紧密的π－π堆积形成激基缔合物，导致非辐射能量转换、荧光变弱甚至完全消失．这一现象即为聚集导致荧光淬灭（aggregation-caused quenching，简称ACQ）．但在实际生活中, 有机发光材料往往需要制备成聚集体或者薄膜使用, 故ACQ 现象严重制约了这类发光材料的应用效果和发展范围。
    为获取具有较高聚集体发光效率的材料，科研人员曾尝试采取了一系列化学、物理和工程的手段阻止荧光分子的聚集，比如控制有机分子的化学结构，引入长的烷基链作为取代基，合成大的枝状分子；改善加工流程等一些物理方法．但大部分取得的成效微乎其微，其仍然限制了这些材料的开发及应用。
    2001年，香港科技大学唐本忠教授课题组发现六苯基噻咯（HPS）在乙腈溶液中几乎不发光，但加入不良溶剂使HPS溶解度下降，聚集析出的过程中，荧光却显著增强（如下图所示）．这一现象与传统的ACQ现象恰好相反，他们将其命名为聚集诱导发光（aggregation-induced emission，简称AIE）现象.AIE现象的发现为有机光功能材料的应用研究打开了窗户，经过近十几年的发展，AIE已成为聚集时具有发光性质的材料的代名词。
传统的有机发光材料在聚集状态下，荧光通常会减弱或淬灭，其严重制约了有机发光材料的实际应用．具有聚集诱导发光（AIE）性质的化合物在聚集状态下，通过分子内部的自我调节实现荧光增强，弥补传统发光材料在该方面的不足，在荧光传感、电致发光、固体激光与生物成像等领域展现出广阔的应用前景。

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