聚集誘導(dǎo)發(fā)光：從“一種奇特的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”到“中國(guó)原創(chuàng)的科學(xué)領(lǐng)域”

劉勇 王志明 唐本忠

光是萬物生存不可或缺的重要條件，是促進(jìn)人類進(jìn)化和文明發(fā)展的最大動(dòng)力。每一次對(duì)于光的本質(zhì)理解的深化，每一次對(duì)于光的行為的更好操控，都會(huì)引發(fā)一場(chǎng)人類精神和物質(zhì)層面的革命，進(jìn)而重塑人類的思維模式和行為方法。

光本質(zhì)上是一種電磁波，根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)制的不同，可以分為三類：一是熱效應(yīng)產(chǎn)生的光，例如太陽比它周圍環(huán)境的溫度高，太陽便會(huì)一直以電磁波的形式向外釋放能量，直到周圍的溫度和它一樣；二是物質(zhì)內(nèi)部帶電粒子加速運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的光，同步輻射加速器工作時(shí)發(fā)出的光就屬于這一類；三是電子躍遷發(fā)光，例如熒光。

熒光物質(zhì)的電子被電磁波能量激發(fā)而由基態(tài)進(jìn)入激發(fā)態(tài)，電子由激發(fā)態(tài)回到基態(tài)而發(fā)出冷光，發(fā)光時(shí)間一般小于20納秒。關(guān)于熒光的最早記載可以追溯到1565年，由來自西班牙的醫(yī)生兼植物學(xué)家莫納德斯（N. Monardes）發(fā)現(xiàn)并記錄下來，牛頓等在17世紀(jì)再次觀察到熒光現(xiàn)象并給予更詳細(xì)的描述。然而，關(guān)于熒光現(xiàn)象的解釋卻要等到19世紀(jì)。1852年，斯托克斯（G. Stokes）發(fā)現(xiàn)螢石等物質(zhì)在不可見的紫外光照射下可以發(fā)射出波長(zhǎng)更長(zhǎng)的可見光，并提出了“熒光”（fluorescence）這一術(shù)語。熒光的研究在20世紀(jì)進(jìn)入爆炸式發(fā)展，研究人員對(duì)熒光的認(rèn)識(shí)不斷加深，熒光的材料種類、激發(fā)方式、應(yīng)用方向越來越豐富。

熒光材料和ACQ現(xiàn)象

熒光的產(chǎn)生方式有很多種，根據(jù)激發(fā)的方式可以分為光致發(fā)光、電致發(fā)光、化學(xué)發(fā)光、生物發(fā)光以及放射發(fā)光等。光致發(fā)光是指某些物質(zhì)在紫外光、可見光或紅外光激發(fā)下產(chǎn)生另外一種波長(zhǎng)的光的現(xiàn)象，例如紙幣、票據(jù)、商標(biāo)等上的熒光圖案，在紫外燈的照射下可發(fā)出紅色、黃色、綠色等不同顏色的熒光。電致發(fā)光是指在直流或者交流電場(chǎng)的作用下，依靠電流或者電場(chǎng)的作用使物質(zhì)發(fā)光的現(xiàn)象，例如電視、手機(jī)等電子設(shè)備中的OLED顯示屏，其發(fā)光層材料在注入電子后發(fā)光?；瘜W(xué)發(fā)光是指某些物質(zhì)吸收化學(xué)反應(yīng)過程中釋放化學(xué)能而發(fā)光的現(xiàn)象，例如現(xiàn)在醫(yī)院用于檢測(cè)腫瘤標(biāo)志物、心肌標(biāo)志物及感染標(biāo)志物等的化學(xué)發(fā)光試劑盒，連接有抗體的魯米諾、吖啶酯等物質(zhì)在檢測(cè)到標(biāo)志物后在酶或者過氧化氫的作用下會(huì)發(fā)射光，通過光的強(qiáng)度可以測(cè)定靶標(biāo)的含量。生物發(fā)光是一種生物體內(nèi)合成的化學(xué)物質(zhì)在特定酶的作用下化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光的現(xiàn)象，如螢火蟲的發(fā)光。螢火蟲體內(nèi)的熒光素酶催化天然底物熒光素、三磷酸腺苷、鎂離子和氧氣反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光，其強(qiáng)度與蟲體內(nèi)的氧氣濃度相關(guān)。放射發(fā)光是指某些物體在放射性同位素的放射線作用下發(fā)光的現(xiàn)象，比如夜光表，其表盤的熒光材料可在放射性物質(zhì)氚的放射線作用下發(fā)光。

根據(jù)材質(zhì)，熒光材料可以分為無機(jī)熒光材料和有機(jī)熒光材料。以稀土材料為代表的無機(jī)熒光材料具有吸收能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)換率高、發(fā)光光譜窄及物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于白光照明、平板顯示、光纖通信、生物成像及激光器等領(lǐng)域。而有機(jī)熒光材料具有原料來源廣泛、種類豐富多樣、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)易調(diào)節(jié)、加工性能好、生物相容性好及材質(zhì)輕薄柔性等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于光電顯示、化學(xué)/生物傳感、生物成像、有機(jī)激光、發(fā)光場(chǎng)效應(yīng)晶體管及防偽打印等領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的有機(jī)熒光材料通常在稀溶液中即溶解狀態(tài)下展現(xiàn)較好的發(fā)光性能，而一旦濃度增加或受到溶劑影響而聚集成固態(tài)，熒光則會(huì)因?yàn)榉肿娱g的相互作用而顯著減弱甚至消失，這種現(xiàn)象稱為“聚集導(dǎo)致發(fā)光猝滅（aggregation-caused quenching）”效應(yīng)，簡(jiǎn)稱為ACQ現(xiàn)象。

對(duì)于大部分應(yīng)用場(chǎng)景，發(fā)光材料都是在聚集狀態(tài)下使用，從而導(dǎo)致有機(jī)熒光材料的應(yīng)用領(lǐng)域和靈敏度受到限制。為減輕ACQ效應(yīng)對(duì)材料發(fā)光效率的影響，科研人員采取了一系列化學(xué)、物理和工程的方法及手段來抑制分子間的聚集，包括將支化鏈、大環(huán)基團(tuán)、樹枝狀或楔形結(jié)構(gòu)基團(tuán)等以共價(jià)鍵方式連接到芳香環(huán)上來阻止其聚集，或用表面活性劑包覆發(fā)光化合物，以及將其摻雜到透明聚合物介質(zhì)中以減少分子間聚集?；瘜W(xué)方法常涉及煩瑣的合成步驟，且將大體積的側(cè)基連接到芳香環(huán)上會(huì)嚴(yán)重扭曲發(fā)光分子的構(gòu)象并影響其共軛結(jié)構(gòu)和發(fā)光波長(zhǎng)與效率；而物理方法則要求精細(xì)的工藝控制，重現(xiàn)性較差，并且物理工藝中使用的包覆劑和聚合物通常不發(fā)光，因此它們的引入將稀釋體系的發(fā)光基元密度并妨礙電荷傳輸。

源頭創(chuàng)新：從ACQ到AIE

聚集是一個(gè)自發(fā)的內(nèi)在過程，人為抑制聚集并不能從根本上解決有機(jī)熒光材料的ACQ問題。轉(zhuǎn)變下思路，如果能利用有機(jī)熒光材料的聚集來提高其在聚集態(tài)或固態(tài)下的發(fā)光強(qiáng)度，這將會(huì)是一條理想的途徑。2001年，我國(guó)科學(xué)家唐本忠團(tuán)隊(duì)觀察到了一個(gè)奇特的現(xiàn)象：一些有機(jī)熒光材料在溶液中幾乎不發(fā)光，而在聚集狀態(tài)或固體薄膜下發(fā)光顯著增強(qiáng)。這種現(xiàn)象與傳統(tǒng)ACQ類發(fā)光材料的行為存在顯著不同，他們形象地將這種由于分子聚集而產(chǎn)生的“從無到有”或者發(fā)光大幅增強(qiáng)的光物理效應(yīng)描述為“聚集誘導(dǎo)發(fā)光（aggregation-induced emission）”，簡(jiǎn)稱為AIE [1]。

AIE概念的提出顛覆了人們關(guān)于發(fā)光材料“聚集導(dǎo)致發(fā)光猝滅”的傳統(tǒng)認(rèn)知，為高效聚集態(tài)發(fā)光材料的設(shè)計(jì)提供了一條新的思路，因而得到了國(guó)際上化學(xué)、材料、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域科學(xué)家的廣泛關(guān)注。據(jù)第三方機(jī)構(gòu)愛思唯爾（Elsevier）基于Scopus數(shù)據(jù)全庫的統(tǒng)計(jì)，2001—2021年，全世界約有76個(gè)國(guó)家和地區(qū)，2200余家科研機(jī)構(gòu)，23 900多名科研工作者從事AIE及相關(guān)領(lǐng)域的研究工作。AIE已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)由我國(guó)科學(xué)家引領(lǐng)、國(guó)外科學(xué)家競(jìng)相跟進(jìn)的研究領(lǐng)域。基于AIE研究的原創(chuàng)性和國(guó)際引領(lǐng)性，“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”獲得了2017年度“國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。AIE技術(shù)也被國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）列為“2020年化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)”之一。2020年，國(guó)際上第一本致力于報(bào)道聚集體科學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究前沿科技成果的期刊Aggregate（《聚集體》）創(chuàng)辦，目前已被全球最大的開放獲取期刊DOAJ數(shù)據(jù)庫、ESCI數(shù)據(jù)庫、Scopus數(shù)據(jù)庫等收錄。2023年，首個(gè)以AIE材料光物理數(shù)據(jù)為中心建立的聚集體科學(xué)數(shù)據(jù)庫（www.ASBase.cn）正式上線，并已收錄AIE分子1000余種，包含信息量超過4萬條。下一步，數(shù)據(jù)庫功能將進(jìn)一步完善，基于大數(shù)據(jù)推出人工智能計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)AIE材料的光物理數(shù)據(jù)和應(yīng)用預(yù)測(cè)，助推相關(guān)研發(fā)工作。

AIE材料的應(yīng)用

AIE 的發(fā)現(xiàn)為聚集態(tài)或固態(tài)發(fā)光材料的設(shè)計(jì)提供了一條新思路。AIE材料的種類不斷豐富，迄今已有數(shù)千種AIE材料被設(shè)計(jì)出來，根據(jù)應(yīng)用需求，可以通過對(duì)材料結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)發(fā)光顏色、熒光亮度、溶解性、功能基團(tuán)以及手性等的調(diào)控。AIE研究也開花結(jié)果繁衍出諸多自成體系的新分支，如分子簇集發(fā)光、空間電子作用、非芳香共軛體系，以及基于固態(tài)分子運(yùn)動(dòng)的光熱和光聲效應(yīng)等，而這些新領(lǐng)域的出現(xiàn)極大地加快了AIE研究向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化的步伐。

AIE材料現(xiàn)已成功應(yīng)用于細(xì)胞器成像、微生物成像、組織成像、活體成像、診療一體化、小分子傳感、蛋白質(zhì)檢測(cè)、離子傳感、食品安全檢測(cè)、抗菌、指紋檢測(cè)、光電顯示等方向。

生物成像

AIE材料具有生物相容性好、光穩(wěn)定性好、聚集態(tài)量子產(chǎn)率高、斯托克斯位移大、點(diǎn)亮型成像等特點(diǎn)，近年來已在細(xì)胞器成像、微生物成像、組織成像等生物成像領(lǐng)域取得廣泛應(yīng)用[2]。傳統(tǒng)的熒光材料雖已在生物成像領(lǐng)域應(yīng)用多年，但其聚集猝滅特性導(dǎo)致的一系列問題常常困擾著研究人員，同時(shí)，其背景信號(hào)高、洗滌過程復(fù)雜等缺點(diǎn)也備受詬病。AIE熒光探針通常具有“不聚不亮，越聚越亮”的特性，只有與特定靶標(biāo)結(jié)合才會(huì)產(chǎn)生信號(hào)。這種點(diǎn)亮的特性不僅大幅度降低了成像的背景信號(hào)，而且簡(jiǎn)化了生物成像的流程。此外，AIE熒光探針可以在高濃度下進(jìn)行成像，不容易發(fā)生光漂白，可以對(duì)細(xì)胞、生物組織以及細(xì)菌等進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。目前，研究人員已開發(fā)出多種適用于線粒體、溶酶體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、脂滴、細(xì)胞核等細(xì)胞器的AIE熒光探針，并利用這些探針觀測(cè)到了各種細(xì)胞器的精細(xì)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分裂過程中染色體的變化、細(xì)胞代謝過程中細(xì)胞器的自噬與融合、細(xì)胞凋亡過程中的特定結(jié)構(gòu)變化等。

細(xì)菌、真菌等微生物會(huì)通過接觸、空氣傳播、食物及水等途徑感染人類并導(dǎo)致破傷風(fēng)、肺炎及腸胃炎等疾病，因此對(duì)微生物的檢測(cè)一直是基礎(chǔ)及臨床研究的熱點(diǎn)及重點(diǎn)。AIE熒光探針能有效鑒別細(xì)菌和真菌，區(qū)分活菌與死菌，區(qū)分革蘭氏陰性菌與陽性菌，具有高選擇性、高親和性及快速響應(yīng)性，能直接對(duì)生物樣本進(jìn)行檢測(cè)并在15～30分鐘內(nèi)獲得檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物的快速可視化檢測(cè)。

在組織成像領(lǐng)域，近紅外激發(fā)/發(fā)射的AIE材料具有抗自體熒光干擾、組織穿透能力強(qiáng)及組織光損傷小等優(yōu)勢(shì)，已被報(bào)道用于腦部血管成像、深層次腫瘤成像及多種活性物種的體內(nèi)追蹤等。此外，AIE熒光材料還在疾病治療領(lǐng)域嶄露頭角，包括光熱治療、光動(dòng)力治療、藥物治療、結(jié)合傳統(tǒng)癌癥治療方式的聯(lián)合治療等。

生物傳感

AIE熒光探針對(duì)生物體內(nèi)的一些化學(xué)物質(zhì)（如活性氧、硫醇、離子等）、生物大分子等的檢測(cè)具有靈敏度高、速度快、無破壞性等特點(diǎn)，在生物傳感領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。

過氧亞硝基陰離子（ONOO-）是一種高活性的活性氧物質(zhì)，與炎癥、肝損傷、神經(jīng)退行性疾病、癌癥等疾病密切相關(guān)。研究人員設(shè)計(jì)并合成了一種ONOO-與環(huán)境pH雙響應(yīng)的余輝發(fā)光AIE熒光探針，在生理pH下的ONOO-作用下，納米探針表現(xiàn)出激活的近紅外余輝發(fā)光[3]。在患病動(dòng)物模型的體內(nèi)研究中發(fā)現(xiàn)，該探針能夠敏感地揭示急性皮膚炎癥的發(fā)展過程，并能夠快速準(zhǔn)確地區(qū)分過敏和炎癥，以及快速篩選能誘導(dǎo)免疫原性細(xì)胞死亡的抗腫瘤藥物。阿爾茨海默病是一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性病，全球60歲以上的人群中有5%～8%患有阿爾茨海默病，大腦中β-淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊被認(rèn)為是阿爾茲海默病早期診斷和治療的重要病理學(xué)標(biāo)志。研究人員發(fā)現(xiàn)AIE熒光探針可以有效突破血腦屏障并與Aβ斑塊結(jié)合，具有優(yōu)異的光穩(wěn)定性和超高的信噪比，可進(jìn)行高保真度的組織學(xué)染色[4]。

此外，尿液中的人血清白蛋白含量與糖尿病、高血壓、腎功能失調(diào)等疾病緊密關(guān)聯(lián)，尿液中白蛋白的檢測(cè)對(duì)相關(guān)疾病的早期診斷具有重要價(jià)值。研究人員設(shè)計(jì)并合成了一種可以靶向性地結(jié)合尿液中的白蛋白的水溶性AIE熒光探針，該探針具有檢測(cè)限低、靈敏度高、響應(yīng)速度快、特異性強(qiáng)及成本低等優(yōu)點(diǎn)，在臨床檢測(cè)上具有一定的應(yīng)用前景[5]。

化學(xué)傳感

在過去的十幾年里，通過設(shè)計(jì)不同的識(shí)別機(jī)制和分子結(jié)構(gòu)，AIE熒光探針成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)陰離子、金屬離子、有機(jī)小分子等的識(shí)別和檢測(cè)，且具有背景噪聲低及檢測(cè)效率高等優(yōu)點(diǎn)。陰離子表面活性劑廣泛應(yīng)用于建筑、電鍍、日用品等領(lǐng)域，然而其進(jìn)入水體后會(huì)破壞水中微生物的平衡，影響水生生態(tài)環(huán)境的健康，甚至對(duì)人體健康構(gòu)成潛在威脅。AIE熒光探針能有效檢測(cè)出水中陰離子表面活性劑的含量，在1分鐘內(nèi)即可對(duì)濃度低至0.1毫克/升的表面活性劑進(jìn)行響應(yīng)。在紫外激發(fā)下，含有表面活性劑的水溶液發(fā)出紅色熒光，其熒光強(qiáng)度與污染物濃度呈線性關(guān)系。

隨著現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，重金屬污染已成為最嚴(yán)重的環(huán)境生態(tài)污染之一，其中汞離子作為一種劇毒污染物，不僅會(huì)破壞人體的新陳代謝，而且會(huì)損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)，對(duì)人類生命健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。研究人員設(shè)計(jì)了一種比率型汞離子傳感AIE熒光探針，該探針在沒有結(jié)合汞離子前發(fā)出微弱藍(lán)色熒光，加入汞離子后發(fā)生快速反應(yīng)，藍(lán)色熒光逐漸降低而紅色熒光增強(qiáng)，檢測(cè)限低于美國(guó)環(huán)境保護(hù)組織規(guī)定的飲用水汞含量標(biāo)準(zhǔn)[6]。

食品腐敗變質(zhì)后不僅營(yíng)養(yǎng)價(jià)值會(huì)降低，且會(huì)產(chǎn)生影響人體健康的有害物質(zhì)。魚類和肉類等食品的腐敗過程主要以蛋白質(zhì)的分解為主，會(huì)產(chǎn)生多種有毒的生物胺，因此生物胺是常用的評(píng)價(jià)肉類新鮮度的指標(biāo)之一。研究人員基于AIE熒光材料開發(fā)出一種便攜式熒光傳感器，該傳感器檢測(cè)到生物胺時(shí)會(huì)發(fā)出明亮熒光，不僅特異性高且檢出限低至8.4毫克/升，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物胺的高靈敏檢測(cè)[7]。

體外診斷

體外診斷是指在人體之外，通過對(duì)人體樣本（血液、體液、尿液、唾液、組織等）進(jìn)行檢測(cè)而獲取臨床診斷信息，進(jìn)而判斷疾病或機(jī)體功能的產(chǎn)品和服務(wù)，被稱為“醫(yī)生的眼睛”。體外診斷系統(tǒng)主要由診斷儀器和診斷試劑構(gòu)成，目前相關(guān)儀器和試劑的單光子計(jì)數(shù)模塊、激光器等核心元器件和抗體、微球等原材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口。其中，微球是尺寸在幾十納米到幾十微米之間的有機(jī)或者有機(jī)-無機(jī)復(fù)合小球，是磁微?；瘜W(xué)發(fā)光、膠乳免疫比濁、免疫熒光、液相芯片、核酸提取等試劑的關(guān)鍵材料與反應(yīng)載體。微球制備過程中對(duì)粒徑大小、粒徑均一性、磁性強(qiáng)度、熒光強(qiáng)度、批次穩(wěn)定性及表面官能團(tuán)含量的控制難度非常高，因此總體國(guó)產(chǎn)化率較低?；贏IE材料，研究人員已經(jīng)成功開發(fā)不同粒徑（50納米到10微米）、不同光色（藍(lán)色、綠色、黃色、紅色、近紅外等）和含不同官能團(tuán)（羧基、氨基、環(huán)氧基等）的熒光微球，粒徑的批內(nèi)和批間的均一性變異系數(shù)控制在5%以內(nèi)，單批次可以生產(chǎn)100升?；贏IE熒光微球開發(fā)的免疫熒光層析試紙條已成功應(yīng)用在C反應(yīng)蛋白等炎癥標(biāo)志物、肌鈣蛋白T等心肌標(biāo)志物、登革熱等傳染性病毒、毛發(fā)中冰毒等毒品的檢測(cè)中，部分產(chǎn)品已經(jīng)取得醫(yī)療器械注冊(cè)證，未來可期。

功能材料

抗菌材料能有效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，防止傷口感染，促進(jìn)傷口愈合，在創(chuàng)傷康復(fù)、手術(shù)傷口管理、燒傷和潰瘍護(hù)理等中廣泛使用。國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《柳葉刀》（The Lancet）發(fā)表的數(shù)據(jù)顯示細(xì)菌感染已成為全球第二大死因，有1/8的死亡與此相關(guān)，因此研發(fā)具有優(yōu)良性能的抗菌材料是重要的生物醫(yī)用材料發(fā)展方向。AIE材料在光照時(shí)能高效產(chǎn)生活性氧，打破細(xì)菌內(nèi)的抗氧化機(jī)制從而有效殺死細(xì)菌。研究人員基于手持式靜電紡絲裝置成功開發(fā)了一種抗菌AIE納米纖維敷料，可直接靜電紡絲到不規(guī)則的傷口部位，對(duì)金黃色葡萄球菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球等具有高效的抗菌活性[8]。

指紋具有唯一性，自20世紀(jì)初以來，指紋分析已經(jīng)成為法庭科學(xué)鑒定罪犯的有力工具，在犯罪現(xiàn)場(chǎng)的指紋恢復(fù)和再現(xiàn)在法庭科學(xué)中至關(guān)重要。 研究人員基于AIE材料開發(fā)出一種熒光磁性指紋粉[9]，該試劑具有熒光亮度強(qiáng)、分辨率高和黏附性良好等特點(diǎn)，其熒光亮度可達(dá)普通熒光粉末的幾十倍，彌補(bǔ)了現(xiàn)有熒光磁粉在與粉末顏色相似背景下顯現(xiàn)指紋效果差的缺陷，已協(xié)助公安機(jī)關(guān)破獲多起案件。

光電顯示

有機(jī)發(fā)光二極管具有柔性可折疊、響應(yīng)速度快、視角范圍大、發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電視、穿戴顯示、工控設(shè)備顯示等領(lǐng)域，需求不斷增大，是新一代信息技術(shù)的先導(dǎo)性支柱產(chǎn)業(yè)。

研究人員將上轉(zhuǎn)換發(fā)光材料與具有熱激子特性的AIE材料相融合，不僅可以有效減小高能級(jí)三線態(tài)激子的損失，還可以促使三線態(tài)激子通過多通道過程返回單線態(tài)進(jìn)行發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)了AIE非摻雜藍(lán)光器件的性能突破，最大外量子效率為10.3% [10]。研究人員通過新的氧橋關(guān)環(huán)設(shè)計(jì)策略，構(gòu)筑具有弱吸電子性能的剛性電子受體基團(tuán)，開發(fā)了高性能藍(lán)光及深藍(lán)光AIE材料：非摻雜器件在發(fā)射波長(zhǎng)470 納米處的外量子效率達(dá)21.6%，具有極小的效率滾降；材料在20wt%的摻雜濃度下器件外量子效率高達(dá)43.4% [11]。

有機(jī)發(fā)光二極管中的發(fā)光層材料是核心功能層材料，目前主要被日本、韓國(guó)、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家的相關(guān)化學(xué)品公司壟斷，我國(guó)總體處于起步階段，亟須發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的低成本、高性能材料。

總結(jié)與展望

AIE現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)是偶然的?？茖W(xué)家們圍繞這一現(xiàn)象不斷研究，深入挖掘，已經(jīng)開發(fā)出數(shù)千種AIE材料，并不斷拓展其在生物成像、生物傳感、化學(xué)傳感、體外診斷、功能材料、光電顯示等領(lǐng)域的應(yīng)用，從基礎(chǔ)理論、材料研發(fā)及技術(shù)應(yīng)用等多個(gè)維度持續(xù)創(chuàng)新和突破，已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)產(chǎn)生巨大影響。創(chuàng)新是科學(xué)的源頭，是第一動(dòng)力，是我國(guó)高質(zhì)量發(fā)展的引擎，是贏得未來的關(guān)鍵。如何維持我們?cè)谠撛紕?chuàng)新領(lǐng)域的領(lǐng)跑地位，將具有中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的AIE材料體系運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)問題的解決中，去解決我國(guó)在關(guān)鍵原材料和器件等領(lǐng)域的卡脖子問題，為我國(guó)的質(zhì)量變革、效率變革和動(dòng)力變革服務(wù)，將是相關(guān)工作者們的下一步挑戰(zhàn)和不可推卸的責(zé)任。

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關(guān)鍵詞：聚集誘導(dǎo)發(fā)光 AIE材料 固態(tài)發(fā)光材料 ■