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具有聚集诱导发光性能的芳杂环分子研究进展 |《科学通报》

已有 4673 次阅读 2016-4-6 15:59 |个人分类:《科学通报》|系统分类:论文交流| AIE, 芳杂环分子

聚集诱导发光(aggregation-inducede mission, AIE)是香港科技大学唐本忠教授于2001年提出的一个光物理领域的新概念。秦安军、唐本忠等人在《科学通报》2016年第3期上以“聚集诱导发光特性的杂环分子体系研究进展”为题(封面文章),较全面地综述了近十年来基于芳杂环的AIE分子体系的研究进展,概述了这类分子体系的特点和优势。


(封面图片显示了基于硅、氮、硼、硫和磷等杂原子的含有杂环的聚集诱导发光分子)

AIE是指一类非平面的分子在溶液中不发光或发光微弱,而在聚集状态下(固态粉末、薄膜、纳米粒子和组装体等)发光显著增强的现象。AIE的发现从根本上解决了传统荧光分子极易在高浓度下荧光发生猝灭的难题,因此引起了广大科研工作者的极大兴趣,已成为光电和生物等领域的研究热点。

研究人员随后通过大量的实验和理论研究证明了分子内运动(包括旋转和振动等)受限(restriction of intramolecular motion,RIM)是AIE产生的根本原因。以此机理为指导,研究人员已经设计、合成了种类繁多的AIE分子,它们在实际应用中显示了优于传统聚集猝灭荧光(ACQ)分子的性能。

按分子所含元素分类,可分为只含碳和氢原子的体系和含杂原子的杂环体系。相对于种类丰富、报道较多的只含碳和氢原子的AIE分子体系,含有硅、氮、硫、磷和硼等杂原子的芳杂环AIE分子体系则报道较少,其最根本原因在于芳杂环合成相对繁琐。事实上,AIE体系中杂原子的引入能够赋予分子更为丰富的性能,例如:使分子的电子或空穴传输能力得到提高;可构建窄能带隙或非线性光学材料以及发展新的配位化学等,因此更加适用于有机电致发光器件、传感和生物等领域的应用。

值得一提的是,文中除简要介绍了最早发现AIE现象的噻咯类分子外,还着重介绍了作者最近报道的新型含氮芳杂环AIE分子——四苯基吡嗪(tetraphenylpyrazine, TPP)。TPP合成方法简单且易于修饰和衍生,克服了传统芳杂环AIE分子体系难于合成的问题,且分子的全芳环共轭结构赋予其非常好的光和热稳定性,其中心的吡嗪环的缺电子性能还赋予分子很好的电子亲和能力。基于上述结构特点,TPP及其衍生物有望在高效光电器件及生物领域得到广泛应用。

在文章最后,作者也基于他们的认识,较客观地提出了芳杂环AIE分子体系进一步发展面临的挑战和机遇,相信可对国内外同行了解和加入AIE领域的研究领域提供 指导,推动AIE领域的快速发展。


了解更多详情,请读原文↙

http://csb.scichina.com:8080/CN/abstract/abstract518369.shtml#




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