嘿,小伙伴们!今天咱们要一起跳进一个超级神奇、充满奥秘的发光世界,这里有两个超级明星——聚集诱导发光(AIE)和聚集导致猝灭(ACQ)。准备好,我们的奇妙之旅开始啦!

咱们先来说说 ACQ 这个家伙。想象一下,在一个微观的世界里,有好多好多小小的发光分子,就像一群可爱的小精灵,它们本来各自欢快地发着光呢。这些分子啊,在比较稀的溶液里的时候,就像是独自在广阔天地里玩耍的小娃娃,自由自在地散发着美丽的光芒,那画面简直美极了。但是呢,当这些小“精灵”开始聚集起来,就像大家挤在一起开派对一样,奇怪的事情发生了!它们的光突然就变得很弱,甚至不亮了,这就是 ACQ 在捣乱啦。就好像这些小精灵在聚集的时候互相扯后腿,把原本好好的发光本事给弄丢了。

而与之相反,AIE 就像是发光世界里的神奇魔法师,它能把 ACQ 带来的烦恼统统赶走。AIE 分子在溶液里比较分散的时候,可能不怎么发光,就像在沉睡一样。但是一旦它们开始聚集,哇塞,就像被施了魔法一样,突然就开始发出耀眼的光芒。这和 ACQ 完全相反呢,就像是在黑暗中突然点亮了一盏盏明灯。

在这里,不得不着重提到唐本忠院士,他可是 AIE 世界的开拓者和引领者,对 AIE 材料的创新性发展有着极其卓越的贡献。

2001 年,唐本忠院士带领研究团队意外发现了一种奇特的现象。一种噻咯小分子在稀溶液中竟然不发光,但是在溶剂挥发后变成干点时却可受激发光。这与教科书中的光物理学常识聚集淬灭发光(ACQ)效应完全相悖。唐本忠院士敏锐地捕捉到了这种“反常”现象的独特价值,并经过严密设计实验,确认了“越聚集、越发光”的现象的确存在。随后,他和他的团队将这种现象命名为“聚集诱导发光”,也就是 AIE。这一概念的提出,在国际上开辟了一个具有原创性和引领性的科学研究新领域,堪称是改写光物理教科书的重大发现。

在后续的研究中,唐本忠院士不断深入探索 AIE 材料的奥秘。他和团队系统地研究了 AIE 材料的发光机理,揭示了 AIE 分子在聚集状态下独特的分子轨道变化以及能量转化方式。例如,他们发现 AIE 分子在分散时,其运动比较自由,能量容易散失,所以不太发光。而当它们聚集起来时,运动受到限制,能量无法轻易散失,并且分子轨道发生变化,使得它们能够有效地把能量转化为光,从而实现高效发光。这一发现为 AIE 材料的设计和应用提供了坚实的理论基础。

唐本忠院士还积极推动 AIE 材料在多个领域的应用。在生物医学领域,AIE 材料展现出了巨大的潜力。利用 AIE 材料的特性,可以对癌细胞进行标记和追踪。AIE 材料在正常细胞周围不会发光或者发光很弱,但是一旦靠近癌细胞,它们就会聚集在癌细胞表面,然后发出明亮的光,这为癌症的早期诊断和治疗提供了有力的工具。在化学传感器领域,AIE 材料可以对一些特殊的物质做出快速、灵敏的反应。当有目标物质靠近 AIE 分子的时候,它们的聚集状态会发生变化,从而导致发光的变化,就像一个个灵敏的“小侦探”,能够准确地检测出目标物质。

不仅如此,唐本忠院士还倡导从“分子论”向“聚集体论”的研究范式转移,提出了“聚集体科学”的概念。他认为通过对聚集体的研究,可以从更高的维度思考和解决我们面临的各种问题。为此,他创办了名为《聚集体》的科学期刊,为 AIE 以及相关领域的研究提供了重要的学术交流平台。

2016 年,《自然》期刊将 AIE 纳米粒子列为支撑和驱动“未来纳米光革命”的四大纳米材料之一,这也是唯一一种由中国科学家原创的新材料。2020 年,AIE 入选国际纯粹和应用化学联合会“全球十大新兴化学技术”。这些荣誉和认可,充分证明了 AIE 材料的重要性和巨大的应用前景,也离不开唐本忠院士及其团队的不懈努力和卓越贡献。

总之,唐本忠院士对 AIE 材料的创新性研究,不仅为发光材料的研究和应用开辟了新的方向,也为我国在化学和材料科学领域赢得了国际声誉。他的成就犹如一颗璀璨的明星,照亮了 AIE 材料研究的前进道路,让我们对未来的科技发展充满了期待。相信在唐本忠院士的引领下,AIE 材料将会在更多领域发挥出更加重要的作用,为人类的生活带来更多的便利和福祉。

现在,我们再回头看看 ACQ 和 AIE 的大比拼。ACQ 就像一个调皮捣蛋的小恶魔,总是在发光分子聚集的时候搞破坏,让美好的光芒消失。而 AIE 就像守护光芒的天使,在聚集的时候创造出奇迹……

未来,AIE 和 ACQ 的研究有着无比光明的前景。对于 AIE 来说,科学家们正在努力开发更多种类的 AIE 材料,让我们一起期待这个充满光芒的未来吧!

来源: 桂粤科普