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国家自然科学奖一等奖"聚集诱导发光":聚集七彩荧光 打造"品牌分子"

文章来源:中国青年网 发布时间:2018-01-12 14:42:33 阅读次数:

国家自然科学奖一等奖获奖项目“聚集诱导发光”解读

国家自然科学奖一等奖\

中国科学院院士、香港科技大学教授唐本忠向记者展示实验室中制备的装在玻璃小瓶中的AIE材料粉末,它们在紫光灯照射下可以发出强烈荧光。

国家自然科学奖一等奖\

AIE材料的技术应用

AIE材料:越聚集,越发光!

国家自然科学奖一等奖\

创立四苯乙烯(TPE)AIE体系

国家自然科学奖一等奖\

AIE研发团队主要成员合影。

1月8日的国家科学技术奖励大会上,香港科技大学教授唐本忠团队的“聚集诱导发光”项目获得国家自然科学奖一等奖。这是一个什么样的成果?它能给我们的生活带来哪些改变?请看经济日报记者深入采写的报道

颠覆经典的发现 HPS高颜值分子推翻光物理学常识,形成AIE现象――“聚集诱导发光”

唐本忠院士爱笑,也爱美。

17年前,他觉得一种叫做六苯基噻咯(HPS)的有机分子结构很漂亮,就安排几个学生去研究一下这种高颜值分子的性质。

学生在做实验时意外发现,HPS分子在溶液中不发光,在溶液挥发后变成干点时却可以发光。这种现象与当时已写入教科书数十年的一个光物理学常识正好相反――那个常识叫做ACQ,意思是“聚集导致发光猝灭”。

这个词组听起来很绕口,其实涵义很简单。发光分子在稀溶液里可高效发光,堪称“单打独斗”的英雄,而当它们在浓溶液中或者呈固态聚集起来时,就成了“三个和尚没水吃”,越聚集光越弱,直至完全消失。这种现象就叫做ACQ效应,是有机发光材料应用的“阿喀硫斯之踵”。因为发光材料多在聚集态下使用,比如制作一块有机发光二极管(OLED)的手机屏幕,发光材料就是在浓度最高的固体薄膜态使用。

如何降低ACQ效应的不利影响?抑制发光分子的聚集,是一种顺理成章并被大多数研究人员采用的思路,但效果并不理想。

“从焓熵角度看,分子在固态下聚集是一个不可抗拒的自发过程。分子就喜欢聚堆抱团,干嘛非得拆散它们呢?”具有逆向思维的唐本忠想到,只要找到越聚集越发光的荧光分子,就可以轻而易举解决ACQ效应的瓶颈。

因此,学生在2001年实验中发现的与ACQ效应完全相反现象,立刻引起唐本忠关注,他将这种新现象定义为AIE,意即“聚集诱导发光”。

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