聚集诱导发光材料
聚集诱导发光聚合物
聚集诱导发光聚合物1. 嘿,各位化学小伙伴们!今天咱们来聊一个超级酷炫的话题——聚集诱导发光聚合物!听起来是不是很高大上?别怕别怕,跟着我一起来,保证让你们对这个"发光的小精灵"爱不释手!2. 想象一下,有一种神奇的材料,平时低调得不行,但一旦聚在一起就会发出耀眼的光芒。
这不就是我们每个人吗?单独的时候可能默默无闻,但一旦和志同道合的小伙伴们聚在一起,立马就能发光发热!这就是聚集诱导发光聚合物的魔力所在。
3. 有同学可能会问:"老师,这听起来像是在讲童话故事啊?"哈哈,我理解你的疑惑。
但是,科学有时候比童话还要神奇!这种聚合物在溶液中是不发光的,但当它们聚集在一起,比如形成固体或纳米粒子时,就会发出亮眼的光芒。
这就像是一群害羞的萤火虫,单独的时候不敢发光,聚在一起就变成了一片星光璀璨的海洋!4. 来,让我们来看看这个小精灵是怎么工作的。
想象你有一堆乐高积木,每个积木代表一个聚合物分子。
当这些积木散落在地上时就像聚合物分子在溶液中,它们不会发光。
但当你把它们拼在一起,形成一个复杂的结构时就像聚合物分子聚集在一起,突然间,整个结构开始发光了!这就是聚集诱导发光的魔法!5. 有的同学可能会问:"这种材料有什么用呢?难道只是用来装饰圣诞树吗?"哈哈,好问题!虽然用它来装饰圣诞树确实很酷,但它的用途可远不止于此。
这种材料在生物传感器、有机发光二极管、药物递送系统等领域都有广泛应用。
它就像是科学界的多面手,哪里需要它就往哪里搬!6. 说到这儿,我突然想到一个有趣的比喻。
聚集诱导发光聚合物就像是化学界的"变形金刚"。
在溶液中,它们是普通的"汽车",看起来平平无奇。
但一旦聚集起来,就变身成为发光的"机器人",威风凛凛,光芒四射!7. 有同学可能会问:"那这种材料是怎么被发现的呢?"好问题!这个发现其实是个"意外的惊喜"。
aie材料的分类
aie材料的分类
AIE（聚集诱导发光）材料是一类具有特殊光学性质的分子材料，根据其结构和性质，可以将AIE材料分为以下几类：
1. 传统AIE材料：这类材料主要是基于四苯乙烯（TPE）、四苯基吡嗪（TPP）等经典AIE分子，通过分子内旋转（RIR）机制表现出AIE特性。
这些材料在固态或高浓度下具有强发光特性，且对紫外激发光具有很高的稳定性。
2. 修饰型AIE材料：这类材料通过对传统AIE分子进行化学修饰，实现了不同波段的发光调控。
如：通过引入不同的取代基、功能团或荧光染料，可以调节AIE材料的发光颜色和强度。
3. 大环分子AIE材料：这类材料基于具有聚集诱导发光特性的大环分子构筑而成，如环状四苯乙烯（TPE）、环状四苯基吡嗪（TPP）等。
这些大环分子通过分子内振动受限（RIV）机制表现出AIE特性。
4. 聚合物AIE材料：这类材料是由具有AIE特性的单体分子通过聚合反应形成的高分子材料。
聚合物AIE材料具有较好的溶解性、稳定性和可加工性，可用于多种应用领域。
5. 生物相容性AIE材料：这类材料具有良好的生物相容性，可用于生物成像、细胞成像、药物输送等生物医学领域。
例如，一些AIE材料可以作为荧光探针用于细胞器特异成像和长效追踪等。
6. 智能型AIE材料：这类材料具有对刺激（如pH、温度、溶
剂、压力等）特异性响应与可逆性传感的特性，可用于制备智能传感器、驱动器等设备。
综上所述，AIE材料可以根据其结构、性质和应用领域进行分类。
不同类别的AIE材料具有各自的特点和优势，为各个领域的发展提供了广泛的应用前景。
化学反应中的聚集诱导发光
化学反应中的聚集诱导发光在化学反应中，产生光的现象称为发光反应。
化学反应中的发光现象被广泛应用于生物分析、医学诊断、环境监测等领域。
其中，聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission，AIE）成为了近年来发光领域的一个热点研究方向。
AIE是指单体分子在单独状态下不具有发光性，在聚集状态下却具有明显的发光性。
本篇文章将为大家解析AIE发光现象的机理、应用和未来研究方向。
1. AIE发光现象的机理AIE发光现象的机理是通过单体分子从可激发態到基态的光辐射发射来实现的。
在单体分子的基态下，电子在分子中自由运动，发生振动、转动等运动，这时单体分子并不具有发光性；而在单体分子聚集后，由于它们之间空间的限制，电子束缚在分子间的空间内，获得更小的运动空间，从而导致布居于能带的高激发态上，能量大量积累，最后呈现强烈的光辐射发射效应。
2. AIE发光现象的应用由于聚集诱导发光现象具有很强的应用性，已被广泛应用于不同领域，如生物成像、生物探针、信息存储等。
例如，在药物研究领域，AIE发光现象不仅可以用来监测药物的药效评价，还可以用于药物成像和药物释放系统的控制。
在生物传感器领域，基于AIE发光的探针已被成功应用于蛋白质分析、细胞成像、分子诊断等领域。
3. AIE的未来研究方向尽管AIE发光已被广泛应用于很多领域，但是AIE作为一种新型的发光材料，仍有很多的未解之谜和新研究方向。
其中，基于AIE的发光材料的设计和合成是目前研究的重点之一。
通过合理设计分子结构、控制聚集构型，研究人员可以调控其光学性质，从而优化其应用性能。
另外，研究人员也在积极研究基于AIE的功能材料，如AIE薄膜、AIE生物传感器等。
这些研究将进一步推动AIE发光技术在新领域的应用。
此外，基于AIE的纳米复合材料的研究也是这几年的热点之一。
研究人员通过将AIE分子制备成纳米粒子，并控制其组装方式和尺寸，制备出一系列高灵敏度和特异性的生物传感器和探针。
具有聚集诱导发光功能的圆偏偏振发光液晶材料
前言早期对圆偏振发光(Circularly polarized lu-minescence,CPL)材料的研究,主要集中在手性镧系配位化合物。
在2008年,Muller课题组制备了一种铕类配位化合物,其发光不对称因子glum值高达1.38,这一记录保持多年。
近年来CPL材料得到了很好的发展,成义祥课题组与全一武课题合作组制备了一系列聚集诱导圆偏振发光液晶材料,其中一类材料的glum值高达1.5以上, 突破了2008年的记录,并且保证了较好的发光效率,说明聚集诱导圆偏振发光液晶材料具有更加优异的CPL性能。
聚集诱导圆偏振发光液晶分子材料AIE分子经过20多年的发展，其种类在不断地增加。
比较有代表性的AIE分子有四苯乙烯(Tetraphenylethene,TPE)、二苯基丙烯腈(Di- phenylacrylonitrile)、9,10-二苯乙烯基蒽(9,10-Distyrylanthracene,DSA9),等如图2所示,AIE的RIM机理包括分子内旋转受限(Restriction of intramolecular rotations,RIR)和分子内振动受限 (Restriction of intramolecular vibration, RIV)两种类型。
通过共价键形成具有AIE 性质的CPL手性液晶的种类较少,本节将围绕四苯乙烯、二苯基丙烯腈这两种AIE 分子的CPL液晶展开讨论。
其中TPE 是一类重要的AIE分子,其结构简单,易于合成,种类丰富,是研究AIE 机理的明星分子。
如图3所示,TPE衍生物一般对苯环上的4取代位进行修饰而生成具有不同取代基的衍生物,按照取代基的位置和数量,形成具有单取代、双取代和四取代官能团的衍生物。
对TPE 衍生物的合成策略可通过 2 种方式实现:先进行Mcmurry 偶联形成可化学修饰的TPE 分子，再将目标基团修饰TPE形成目标分子(图 3(a));再将目标基团修饰二苯甲酮衍生物,再进行Mcmurry 偶联形成目标TPE分子(图3(b))。
聚集诱导发光性质
聚集诱导发光性质
答：聚集诱导发光性质是：有一种聚集诱导发射的新现象即一系列在溶液中没有荧光的发光体通过形成聚集体而表现出很强的荧光。
四苯乙烯及其衍生物是最常见的研究的最多的作为AIE基团的结构单元之一。
其自身的结构性质如在不良溶剂中容易聚集导致发射增强，易于制备，易于官能团化，并且具有很好的光稳定性，这一系列优异的性质使得他们在众多领域中应用自如。
将TPE单元与聚集诱导猝灭型的荧光团结合，可以消除聚集诱导猝灭作用的影响，这种方法在将弱发射荧光团转化为AIE活性的一些研究取得了成功。
基于AIE的新现象，我们以aza-BODIPY为母体，通过引入聚集诱导发光(AIE)活性基团四苯乙烯（TPE)，对两种四苯乙烯基取代的aza-BODIPY进行了聚集诱导发光性质的初步探究。
根据紫外吸收光谱和荧光发射光谱测试结果，初步判断四苯乙烯基取代的aza-BODIPY有一定的聚集诱导发光的性质，在乙醇在溶液中比例为10%时荧光增强的趋势，在乙醇在溶液中比例为20%时也有荧光增强的趋势。
聚集诱导碳点
聚集诱导碳点是一种新型的发光材料，它们在固态下能够保持发光特性。
聚集诱导碳点（Aggregation-Induced Emission Carbon Dots，简称AIE CDs）是近年来研究的热点，因为它们能够在聚集状态下发光，这与传统的碳点材料不同，后者在固态时往往会因为π-π堆叠而发生聚集诱导猝灭现象，导致发光性能下降。
具体来看：
1. 结构特点：AIE CDs通常具有核壳结构，内部是高度交联和轻微碳化的疏水核，外部则是亲水聚合物链。
这种结构有助于在聚集状态下保持发光性能。
2. 制备方法：AIE CDs可以通过“自下而上”的方法制备，如水热法、溶剂热法、微波辅助法等。
这些方法涉及聚合和不完全碳化的过程。
3. 发光机制：AIE CDs的发光机制涉及到多种发色团，包括碳化形成的多环芳烃（PAHs）和由前体与羰基、酰胺键等反应衍生的小分子荧光团链段。
在聚集状态下，发色团的振动和旋转受到限制，从而减少了非辐射跃迁，增强了发光发射。
4. 应用前景：AIE CDs因其独特的发光性质，在固态发光器件、生物成像、传感器等领域具有广泛的应用潜力。
例如，可以利用AIE CDs制造具有形状和颜色变化能力的软执行器，这些执行器在软机器人技术中有着重要的应用前景。
综上所述，聚集诱导碳点是一种在固态下仍能保持发光性能的新型材料，其特殊的结构和发光机制为其在多个领域的应用提供了可能。
随着研究的深入，未来可能会有更多的创新和应用出现。
聚集诱导发光材料研究进展
聚集诱导发光材料研究进展杨明娣;陈广美;周虹屏;吴杰颖;田玉鹏【摘要】传统的有机光功能材料在聚集状态下,荧光通常会减弱或淬灭,制约了有机光电功能材料的实际应用.具有聚集诱导发光(AIE)性质的化合物在聚集状态下,通过分子组成、结构和堆积模式的调节实现荧光增强,弥补了传统光功能材料在该方面的不足,在电致发光、固体激光、荧光传感与生物成像等领域展现出广阔的应用前景.该文主要介绍了目前研究最全面、适用范围最广的分子内旋转受限、分子内振动受限、分子内运动受限和形成J-聚集体等机制.同时分类介绍了一些基于分子结构和组成的AIE化合物.%The fluorescence of traditional organic optical functional materials usually weakens or quenches in condensed state which greatly limits the practical use of these materials.The compounds with aggregation-induced emission (AIE) property can modulate the intensity of the fluorescence by adjusting the molecular constituents, structure and stack morphology, which makes up the shortcomings of traditional optical functional materials, and greatly expands the scope of practical applications, such as light-emitting diodes, solid laser,chemo/bio-sensors etc.This article focuses on the mechanisms for the AIE phenomenon, such as restricted intramolecular rotation, restricted intramolecular vibrations, restricted intramolecular motion, intramolecular coplanarization and J-aggregation.In addition, some AIE systems were studied based on the composition and structure of molecules.【期刊名称】《安徽大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(041)003【总页数】9页(P19-27)【关键词】光功能材料;聚集诱导发光;机制;分类【作者】杨明娣;陈广美;周虹屏;吴杰颖;田玉鹏【作者单位】安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601;安徽建筑大学材料与化学工程学院,安徽合肥230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601;安徽大学化学化工学院,安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】O621.22有机材料通常具有光电效率高、响应快以及分子柔性等优点[1-2].而无机材料则具有电子结构多样性、热光化学稳定性与性能的可变性等优势.将有机/无机材料的功能进行复合，兼具有机材料和无机材料的优点，实现二者的“刚柔相济”，获得性能更优异的光电信息功能材料已成为21世纪重要的研究方向之一[3-6].然而，应用于光功能材料的有机荧光材料大多具有大π共轭体系，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[7]、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)[8-9].由于荧光材料在实际使用时通常被制成固体或薄膜，分子间的聚集不可避免，因此，ACQ现象严重制约了光功能材料的应用.为获取具有较高聚集体发光效率的材料，学者们曾尝试使用各种方法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；改善加工流程以及一些物理方法.这些方法取得了一些成效，但繁琐的加工流程、复杂的合成路线，以及相对低的产率仍限制了这些材料的开发、应用[10-12].2001年，香港科技大学唐本忠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(图1).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[13].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.论文将对最受大家认可的几种AIE机制及常见的AIE材料进行综述.理解AIE现象产生的机制有助于加深对化合物光物理过程的认识，为新型高效固体荧光材料的设计、合成建立良好的理论基础.目前，已有众多的研究组通过实验分析结合理论计算，提出了多种可能的机制.1.1 分子内旋转受限(RIR)在发现六苯基噻咯具有AIE性质后，唐本忠课题组[14-15]相继设计、合成了一系列HPS衍生物，发现AIE性质是此类化合物的共性.随着不良溶剂的加入，分子聚集析出，荧光量子产率均显著提高.对HPS衍生物的分子结构进行分析，发现噻咯中心与外围的芳香族取代基通过可旋转的碳碳单键相连是此类化合物分子结构的共同点.晶体结构分析表明，由于空间位阻，分子外围苯环与中心噻咯间有较大的扭转角，整个分子呈扭曲的“螺旋桨”形.稀溶液中，分子间较大的间距，外围的芳香族取代基可以绕单键自由旋转，消耗激发态能量，成为一个非辐射衰变渠道，引起荧光减弱或淬灭；而聚集时，由于分子间的互相限制阻碍了芳香环的自由转动，抑制激发态能量的非辐射跃迁，使得激发态分子只能通过辐射跃迁的方式回到基态，荧光显著增强.因此，他们认为分子内旋转受限(restriction of intramolecular rotation,简称RIR)是AIE产生的机制.依据RIR机制，唐课题组[16-17]设计了具有较好AIE性质的基团——四苯乙烯基(TPE)，其结构如图2所示：四个苯环通过单键与乙烯基相连，稀溶液中，苯环围绕单键自由旋转消耗能量，聚集时则旋转受阻，发出强荧光.Ren等[18]通过改变黏度和温度的方式改变实验外部环境，以验证RIR机制.在HPS衍生物的甲醇(0.544 cp，25 ℃)溶液中不断加入黏性较大的甘油(934 cp，25 ℃)，考查荧光强度的变化.实验发现，当甘油体积含量小于50%时，HPS分子仍能溶解于溶液中，但黏性的增大使得分子内苯环的自由旋转不易，因此，荧光强度呈线型增长.当甘油体积含量超过50%后，由于HPS分子溶解度下降，聚集析出，荧光强度则急剧增强；同样，改变体系温度，随着温度的下降，HPS分子热运动能量低于分子内旋转势垒，分子内旋转被冻结，荧光显著增强；Fan等[19]则采取增大压力的方式，减小分子间距，增大位阻，使得分子内旋转受阻，荧光增强.增大黏度、降低温度和施加压力的方式均使得分子内旋转困难，发光增强，验证了RIR机制.此外，Li等[20]在HPS分子外围不同位置的苯环上引入异丙基合成化合物1～3，通过分子结构的调整验证RIR机制.实验表明，取代基的位置越接近，位阻越大，分子刚性越强，内旋转困难，荧光量子产率越高，如图3所示.帅志刚课题组[21-22]则尝试采用理论计算的方法，从微观角度解释AIE机制.他们运用激发态振动关联函数理论研究吡嗪衍生物在聚集状态下分子激发态的非辐射跃迁衰减过程.通过定量考查分子发光的影响因素，发现芳香环的自由旋转很大程度上促进了分子激发态能量的非辐射衰减，而发色团的碳碳双键伸缩振动才是分子激发态能量衰减的主要通道.增加位阻、降低温度和使分子聚集通常只会引起芳香环的运动受限，使得非辐射跃迁速率常数降低，但辐射跃迁速率常数几乎不受影响.因此，得出非辐射能量衰减通道被抑制是荧光增强的本质.1.2 分子内振动受限(RIV)随着AIE研究的进展，陆续设计、合成了一些特殊环状结构的AIE分子.Leung等[23]合成了系列非平面的七元环状化合物THBDBA，分子中的苯环被乙基固定在非平面的七元环上无法自由旋转.然而，在化合物的四氢呋喃(THF)溶液中不断加入不良溶剂水，荧光量子产率却急剧增加，展现出优异的AIE性质.显然，RIR并不是该系列化合物聚集时发光的根本原因.由于分子内的运动除了旋转还包括振动，因此，笔者认为稀溶液时，连接在七元环上的苯环有可能发生了分子内振动消耗能量，而聚集时的位阻限制振动，导致非辐射跃迁通道阻断，荧光量子产率增加.笔者继而运用量子力学和分子力学模拟THBDBA单分子在稀溶液和聚集时激发态的正态振型对上述假设进行验证.结果表明，稀溶液中THBDBA分子有6种正态振型进行能量消耗，相比之下，聚集时则只有3种.聚集时的激发态能量损耗比稀溶液中减少了约30%.显然，振动正态振型数量的降低引起的激发态能量损耗减少，因此，提出分子内振动受限(restriction of intramolecular vibrations，简称RIV)也是化合物具有AIE性质的主要原因之一.1.3 分子内运动受限(RIM)分子内的运动受限(restriction of intramolecular motions，简称RIM)是指AIE 分子在聚集时同时具有RIR和RIV的作用.笔者课题组[24]合成了系列三苯胺基希夫碱化合物，并从实验现象、理论计算和晶体结构分析等角度对各化合物在聚集时的发光行为进行分析.其中化合物4展现出优异的AIE性质，结合晶体结构对微观状态下分子的作用方式进行分析(图4)，结果表明，化合物4单个晶胞中有3个非对称的分子，具有1D链状结构(图4b)，分子之间存在5种C—H…π氢键(d = 2.849，3.144，3.339，3.432，3.637 Å)，形成了一种具有较大刚性的结构.这种刚性的堆积结构有效地抑制分子的扭转和振动运动，有利于荧光发射.而且，相邻的分子A和B的二面角为89.25°(PA2-PB2)，几乎垂直，因此，分子间难以形成π…π堆积，也不会形成J-聚集体或H-聚集体.此外，这种几乎垂直的结构会导致分子堆积较为疏松，加上大量的弱作用力的固定，极大地降低了由于分子的旋转引起的激发态能量消耗，使得化合物4的固体发出较强荧光.可见，RIR和RIV作用并不互相排斥，相反可以互相促进，使得AIE效果更好.因此RIM也是目前最受认可的AIE机制.1.4 构象平面化与J-聚集体韩国Park课题组[25-26]合成了一系列具有AIE性质的氰基取代二苯乙烯基衍生物，以CN-MBE为例，在THF稀溶液中其荧光量子产率只有0.001%，逐渐加水使其聚集，当含水量达到80%时，荧光量子产率达到69%，荧光强度增强近700倍.利用密度泛函理论优化模拟分子几何构型，发现在真空状态(稀溶液)下，碳碳双键上的氰基和联苯由于空间位阻，采取扭曲构象(两基团夹角约为48°)，激发态的辐射跃迁被抑制.而聚集时，联苯基与氰基几乎共平面，分子的有效共轭长度增加，荧光增强.Park课题组[27]进一步合成了不含氰基的二苯乙烯基衍生物DPST与CN-MBE进行比对.晶体结构表明，DPST也具有较好的平面性，但分子间面对面平行堆积，即形成了H-聚集体，有强烈的-相互作用，因此，荧光淬灭，展现出ACQ性质.而CN-MBE在聚集时采取错位平行堆积方式，即形成了J-聚集体，由于极性分子的偶极力作用降低其激发态能级，因此，聚集时荧光增强，表现出AIE性质.可见，氰基的存在有利于J-聚集体的形成，阻止紧密的-堆积，引起荧光增强，因此，J-聚集体也被认为是AIE的形成机制.除了上述机制，不同的研究组通过实验现象，结合分子结构设计、参数调控以及理论计算，陆续提出了抑制光化学或光物理过程、非紧密堆积、扭曲的分子内电荷转移(TICT)以及形成特殊激基缔合物等机制[28].虽然揭示作用机制是实现AIE分子可控设计和广泛应用的基础，但到目前为止还没有一种统一完善的机制能对所有的AIE现象作出合理解释.机制的研究对AIE材料的合成起指导作用，同时，对AIE材料分子结构、性质的研究则有助于深入探索AIE机制.目前，具有AIE性质的化合物按照分子结构大致可分为以下几类.2.1 碳氢体系在已发现的具有AIE性质的碳氢化合物中，TPE是发现较早、应用最广的，被作为“乐高积木”应用于AIE化合物的组装[29].除此之外，还有9,10-苯乙烯蒽基取代衍生物[30]和1,4-均二苯乙烯基衍生物[31]等.如Li等[32]分别在苯环的邻、间和对位连接2个蒽基合成了3个蒽基衍生物1,2-BAVB、1,3-BAVB和1,4-BAVB.乙醇溶液中，1,2和1,4-BAVB几乎不发光(荧光量子产率0.1%)，只有1,3-BAVB有强荧光.加入水后，化合物聚集析出，但只有1,2-BAVB粉末荧光增强，荧光量子产率达到12%(见图5).晶体结构分析表明，1,2-BAVB由于空间位阻，相邻的蒽基采取扭曲的空间构型，因此避免了紧密的-堆积，聚集时具有较强荧光.而1,3和1,4-BAVB晶体中都存在不同程度的-堆积，导致荧光较弱或淬灭.与TPE相似，利用空间位阻和RIM，唐本忠课题组[33]合成了AIE化合物六苯基苯(HPB).晶体结构分析表明，由于空间位阻，相邻苯环之间互相扭曲，呈螺旋桨形结构，避免了分子间形成紧密的-堆积.2.2 含杂原子体系只含有碳和氢原子的AIE化合物结构简单、易于合成，但这类化合物通常只能发出蓝色荧光，不能满足实际应用中多方面的要求.改变分子结构，增加分子的共轭程度虽然可以使化合物发光红移，但平面化的构型易于形成-堆积，导致ACQ现象.而在分子中引入氧、氮、硫等杂原子，利用杂原子较大的电负性调节分子中电子云分布，引起分子内电荷转移(intramolecular charge transfer，简称ICT)，形成极化，改变化合物的光物理性质，实现发射波长调节的目的.基于此理论，大量发光波段丰富的掺有杂原子的AIE有机小分子陆续被合成出来.Shimizu等[34]合成了系列基于苯基的芳香烃化合物5～9，通过在烯烃末端引入具有不同给/吸电子能力的基团，实现固体在整个可见光区域(439～641 nm)发射波长的调节.晶体结构分析表明，苯环与2-、5-的两个哌啶基团夹角为72.6°，较为扭曲，导致分子聚集时结构疏松，难以形成紧密的-堆积，同时产生较大的斯托克斯(Stokes)位移，形成不同荧光发射的固体，如图6所示.笔者课题组[35]基于异氟尔酮优良的光学性质，引入芳香杂环和氮杂冠醚基团构筑了一系列新型的具有较大Stokes位移(>140 nm)的异氟尔酮衍生物10～14，其中，10～13表现出较好的AIE性质(图7).晶体数据和理论计算表明，取代基的变化对分子的堆积方式、电子结构和AIE性质有较大的影响.Tang等[36]利用水杨醛与水合肼反应制备出具有AIE性质的有机小分子化合物.晶体结构分析表明，由于分子内氢键使得分子采取平面化构型，增加了共轭程度，聚集时荧光显著增强.而且在分子两端引入的OH或Cl，可调节电子云分布，形成绿色至红色的荧光发射.2.3 配合物体系上述讨论的具有AIE性质的化合物均基于具有荧光发射的有机小分子，在配合物中同样也存在着AIE效应.席夫碱Zn配合物通常具有较好的荧光发射，因而被广泛地应用于有机发光二极管(OLED).Su课题组[37]用三苯胺甲醛和咔唑苯甲醛分别与水杨醛和2-羟基-1-萘甲醛合成4个席夫碱配体，与Zn2+组装成配合物15～18后，固体均具有较强的荧光发射，展现出配合物的AIE性质(图8).具有较高的磷光量子产率、较长的磷光寿命以及发射波长易调节等优点的磷光Ir配合物在磷光电致发光、生物成像和化学传感器领域有着广泛的应用.Su课题组[38]合成的咔唑基团取代的苯基吡啶Ir配合物，在乙腈溶剂中几乎不发光(磷光量子产率0.1%)，加入水后，磷光显著增强，展现出聚集诱导磷光发射增强(aggregation-induced phosphorescent emission，简称AIPE)的性质.此外，具有AIE效应的Pt配合物[39]、Pd配合物[40]、Au配合物[41-42]也陆续被合成出来并进行了应用研究.2.4 聚合物体系基于有机小分子的荧光材料虽然具有光色纯度高等优点，但其三维结构主要通过分子间的弱作用力构筑，热稳定性和延展性较差.而高分子聚合物则可以弥补有机小分子存在的这类缺陷.因此，具有AIE性质的聚合物的合成和应用成为近几年的研究热点[43].Zhang等[44]利用TPE桥连聚乙二醇构筑的聚合物TPE-mPEG，在水溶液中亲水的聚乙二醇将TPE包裹，自组装成具有AIE性质的聚合物胶束，并作为抗癌药物阿霉素的载体，成功地进行了细胞显影实验(图9).具有AIE性质的化合物在合成、性质、机制以及应用等方面已取得了较大进展，但同时也存在一些问题尚未解决.比如由于还没有形成统一完善的AIE机制，限制了AIE分子的可控设计，因此主要的研究体系集中在唐本忠等较早发现的TPE和噻咯衍生物两类AIE分子中，种类单一、数量较少；此外，大共轭体系有机物合成困难、产率低、溶解性差，这些因素都极大地限制了对AIE化合物作用机制和应用的研究.因此，设计具有AIE性质的新型有机发光分子，探索AIE机制，丰富AIE化合物的种类，进而拓展其应用具有重要意义.【相关文献】[1] BAO Z N, LOCKLIN J. 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acq和aie的机理
acq和aie的机理
聚集诱导发光（ Aggregation-Induced Emission, AIE）的机理是相对于成熟的无机发光材料，有机发光材料的分子结构设计修饰的灵活性和材料功能的可调谐性逐步被业界认可，已成为材料学、化学、物理学和电子学等领域共同关注的研究热点，具有潜在的巨大商机。
然而，许多有机分子由于其平面的共轭结构，在稀溶液中发光很强，但在高浓度溶液中或在聚集（纳米粒子、胶束、固体薄膜或粉末）状态下荧光变弱甚至完全消失，这就是斯托克斯和福斯特（T. Förster）等人定义的浓度猝灭效应（concentration quenching effect），即更普适的聚集导致猝灭（ Aggregation-caused quenching, ACQ）荧光现象。