聚集诱导发光分子的光电功能与器件应用

光电功能分子通常以薄膜和聚集体的形式显示功能, 聚集诱导发光（AIE）分子体系的发现为解决固态下聚集诱导荧光猝灭（ACQ）难题提供了新的思路. 本文总结了近年来本课题组发展的一系列AIE 分子, 侧重介绍这些AIE 分子的光电功能与器件应用, 特别是在有机电致发光器件和有机激光方面的应用. AIE 材料显示非常高的电致发光效率, 在显示与白光器件方面潜力巨大. 在发展电泵有机激光方面, AIE 材料特点突出, 是最有前景的一类材料.     

聚集诱导发光高分子在光学诊疗应用中的研究进展

高分子因其优异的光学特性、良好的生物相容性和分子结构易于调控等优势,在光学诊疗领域表现出巨大应用潜力.然而,传统荧光分子的聚集导致荧光淬灭现象限制了其生物应用.聚集诱导发光(AIE)分子因其聚集态高效发光的优势而备受关注.本文从AIE高分子的构建出发,重点介绍了D-A型共轭聚合物的构建策略、构-效关系以及相对于小分子的性能和应用优势,并从生物成像、肿瘤诊疗和抗菌三个方面总结了AIE高分子在光学诊疗领域的最新研究进展.生物成像方面主要总结了NIR-Ⅱ区AIE高分子在深部组织高分辨率荧光成像中的应用;肿瘤诊疗方面主要介绍了AIE高分子在光动力治疗、光热治疗及联合治疗中的应用;以及介绍了AIE高分子在细菌感染光动力治疗中的应用.最后对AIE高分子在光学诊疗领域的未来发展前景进行了展望.     

聚集诱导发光体系:化合物种类、发光机制及其应用

聚集诱导发光(AIE)体系是近年来备受关注的一个研究领域,目前该领域已经积累了较为丰富的AIE化合物的分子设计理念和相应的对AIE机制的理解。AIE体系的研究为固态强发光材料特别是备受聚集发光猝灭难题困扰的有机电致发光材料提供了全新的分子设计思路。本文纵观该领域的研究进展,对AIE化合物种类、发光机制及其相关应用做出了较为详尽的综述报道。具有AIE性质的化合物主要包括多芳基取代的杂环化合物、多芳基乙烯类化合物、分子内电荷转移化合物、含有氢键的化合物、聚合物等。这些化合物的AIE发光机制也各有不同,包括分子内旋转受限、非辐射失活衰减受限、分子构象扭曲以避免形成激基缔合物以及利用特殊的分子堆积方式如J-聚集、交叉分子堆积、由分子间的C—H…π作用或特殊的氢键作用形成相应的发光聚集体等。基于其特殊的AIE性能,AIE化合物可广泛应用于化学传感、生物传感、生物标记、电致发光以及逻辑门器件等领域。     

荧蒽修饰的四苯基乙烯衍生物:分子合成、聚集增强荧光特性及其对苦味酸的高灵敏度检测

由于聚集体和固态发光量子效率高等优点,因此聚集诱导发光（AIE）材料成为光电功能材料研究领域的热点,拓展AIE分子体系始终是这一领域中的关键和基础的科学问题.通过Suzuki-Miyaura偶联这一条件较为温和的反应,将AIE生色团四苯基乙烯（TPE）与荧蒽直接共轭键接,制备得到单荧蒽和双荧蒽修饰的TPE衍生物TPE-FA与TPE-DFA,它们具有聚集增强荧光（AEE）行为,聚集体发射峰值波长分别在477和494 nm,固体薄膜的绝对荧光量子产率高达74.1%和40.4%.它们可以高灵敏地检测苦味酸,荧光猝灭常数大,检出限低于1 μg·g^-1.这两种AEE分子可望用于其它多硝基取代的芳香类吸电子分子的检测.     

聚集诱导发光

聚集诱导发光(AIE)是唐本忠院士于2001年提出的一个科学概念,是指一类在溶液中不发光或者发光微弱的分子聚集后发光显著增强的现象。高效固态发光的AIE材料有望从根本上解决有机发光材料面临的聚集导致发光猝灭难题,具有重大的实际应用价值。从分子内旋转受限到分子内运动受限,从聚集诱导发光到聚集体科学,AIE领域已经取得了许多原创性的成果。在本综述中,我们从AIE材料的分类、机理、概念衍生、性能、应用和挑战等方面讨论了AIE领域最近取得的显著进展。希望本综述能激发更多关于分子聚集体的研究,并推动材料、化学和生物医学等学科的进一步交叉融合和更大发展。     

二苯乙烯基蒽衍生物:聚集诱导发光性质、机理及应用

与传统的发光分子相比,具有聚集诱导发光(AIE)性质的分子,在聚集态或固态条件下,由于独特的分子结构和聚集态结构,表现出显著增强的荧光发射,因而在光电器件、生物化学检测等领域展现出广阔的应用前景。本文总结了二苯乙烯基蒽(DSA)及其衍生物的AIE性质,分析了DSA类分子AIE现象的机理,如分子内转动受限、扭曲的分子结构及分子间聚集结构等,同时介绍了此类分子在固态发光、刺激-响应材料,以及生物检测和生物成像等方面的应用。     

基于葫芦[7]脲主体的功能超分子体系的构筑及应用研究

<正>超分子化学是研究两个或两个以上分子通过非共价作用形成复杂有序体系的科学.主客体化学是超分子化学的重要研究内容之一,构筑具有环境响应性质的新型主客体功能化体系是主客体及超分子化学研究中的重要内容,具有广泛的应用前景。本论文合成了一系列外围修饰不同客体分子的功能树枝形聚合物体系,研究了葫芦[7]脲(CB[7])主体分子和树枝形聚合物外围客体分子的组装行为,探讨了主客体作用在药物可控释放和提高光捕获体系性能中的应用;构筑了一系列聚集诱导发光基团修饰的两亲分     

聚集诱导发光有机氟化合物的研究进展

聚集诱导发光(aggregation-induced emission, AIE)化合物因在生物和化学传感、发光材料、显示等领域具有重要价值而备受关注.作为一类重要的功能分子,有机氟化合物在化学和材料等领域被广泛研究.汇总了具有聚集诱导发光性质的有机氟化合物,并进行了分类讨论.AIE有机氟化合物包括氟代的四苯基乙烯(TPE)衍生物、二苯乙烯基蒽(DSA)衍生物、氰基二苯基乙烯衍生物和二苯乙烯基苯衍生物等常见的AIE化合物,也包括聚合物、碳硼烷簇合物和室温磷光化合物,还有其它一些含氟结构.AIE化合物氟代后,稳定性一般会提高,氟原子参与分子间相互作用,导致聚集态的结构发生改变,从而导致发光性质的改变,如发光增强、发光波长红移(蓝移)或发光量子效率及发光寿命提高等.最后,对AIE有机氟化合物的研究前景进行了展望.     

聚集诱导发光聚合物

聚集诱导发光(AIE)的研究已经成为化学和材料等领域的一个前沿.目前,AIE领域的研究重点主要集中于小分子方面,而具有良好成膜性和协同放大效应的AIE聚合物的研究仍有待进一步发展.其制备方法,构效关系以及相对于小分子的性能和应用独特性还有待进一步体现.该专论较系统性地总结了AIE聚合物的制备方法,介绍了AIE聚合物的构效关系及在传感和生物医药等领域的应用,并对AIE聚合物的未来发展进行了展望.     

聚合物聚集诱导发光体系及机理研究进展

聚集态诱导发光(AIE)现象自2001年被发现以来发展十分迅速,从早期的小分子体系逐渐发展到高分子聚合物体系。与传统的小分子相比,聚合物体系的AIE材料能够克服加工上的难题,为制备高效发光器件创造了良好条件。AIE机理随着体系的开发不断发展,其核心依然是分子聚集态变化导致的辐射跃迁渠道,每一种AIE现象的形成往往需要几个因素协同作用,机理的不断完善一方面很好地解释了现有的AIE现象,另一方面为开发出新的AIE体系奠定了理论基础。本文总结了几种在小分子基础上形成的聚合物AIE体系,并在现有的机理基础上介绍了几种较新的AIE机理。     

聚集诱导发光应用研究进展

传统的荧光化合物在聚集态时,会导致荧光猝灭;而聚集诱导发光(AIE)化合物在溶液中单分子状态时呈现弱的荧光,但当形成聚集态时发出强的荧光,这是由于分子内旋转受阻(RIR)和聚集形态的改变所致.综述了2008年以来聚集诱导发光最新应用研究进展,如用以检测离子、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白、酶等化学/生物传感器;向传统的聚集引起猝灭化合物引入AIE单元,制备高效固态发光器件等;通过压力、热、溶剂蒸汽等调控聚集态,构建可逆的刺激性多重响应材料;发展与生物体具有良好兼容性的聚集体杂化纳米颗粒(如荧光硅纳米颗粒、聚合物胶束、电解质等),以用于生物体内成像、结构解析及检测等.     

聚集诱导发光材料在聚合物制备及性能检测中的应用进展

聚集诱导发光(AIE)材料因其独特的发光性能,已在荧光检测、生物成像及有机发光器件等领域展现出较为广阔的应用前景。本文综述了AIE材料在监测聚合物制备过程(本体聚合、溶液聚合、乳液聚合及悬浮聚合过程等)中的应用,介绍了利用AIE分子的荧光信号响应检测聚合物玻璃化转变温度、粘度、相分离程度、分子量等物理性能的研究,为AIE材料在聚合过程可视化监测及聚合物荧光功能化领域的应用提供了参考。最后对AIE材料在高分子科学研究中的应用前景进行了展望。     

光捕获树枝形聚合物体系能量传递和电子转移研究进展

树枝形聚合物是一类围绕着中心核,外围链段和官能团呈指数增长的支化高分子.合成方法的发展使发色团可被精确地置于树枝形聚合物的核心、外围甚至支化节点处.树枝形聚合物的特殊结构使其作为模拟光捕获体系被广泛研究.光诱导电子转移和能量传递是光合作用中的重要过程,研究树枝形聚合物体系中的电子转移和能量传递对未来树枝形聚合物在光电器件中的应用有着重要意义.本文综述了近年来光捕获树枝形聚合物体系的研究进展,并重点介绍光捕获树枝形聚合物体系中的能量传递和电子转移过程研究.     

具有聚集诱导发光性质的近红外荧光染料

聚集诱导发光(AIE)现象的发现为解决传统有机荧光分子在高浓度和聚集形态下存在的荧光猝灭问题提供了最佳方案,并实现了在光电器件、化学传感、生物成像和靶向治疗等众多领域的广泛应用.随着对AIE 发光机理研究的不断深入,AIE 分子体系得到了极大的扩展.其中,一类具有给体-受体结构的AIE分子能够显著降低分子能隙,使发光分...     

具有聚集诱导发光特性的含氟有机金属配合物的研究进展

近年来,具有聚集诱导发光(aggregation-induced emission,AIE)特性的化合物由于在聚集态或固态发光量子效率较高而受到很多关注.含氟的功能化合物,由于氟原子的存在,往往具有独特的结构和物理、化学及生物学性质.根据中心金属和配体的种类,汇总了具有A IE性质的且含有氟代配体的有机金属配合物的研究进展.这些含氟有机金属配合物主要是铱、铂、金配合物,在发光器件、化学传感、细胞成像、数据存储等方面具有潜在应用.还简要讨论了相关研究的发展前景.     

基于有机光致变色的聚集诱导发光分子的研究进展

近年来,有机聚集诱导发光(AIE)材料有效克服了传统荧光材料在固态或聚集态下荧光淬灭(ACQ)的主要缺陷,在生物探针、细胞成像、光学器件、防伪材料等方面得到了广泛研究与应用.但是,单功能的AIE材料往往满足不了科学技术发展和人们日益增长的物质生活需求.为拓展AIE材料的应用范围,多功能团组合的AIE分子的研究进一步成为...     

聚集诱导发光分子在公共安全领域中的应用

对于公共安全中存在的安全隐患及时检测和预防有助于保护公民的身体健康和财产安全。荧光检测技术以其优异的选择性、高的灵敏度、快的响应速度引起了广泛的研究。聚集诱导发光(AIE)材料作为一种与聚集导致发光猝灭(ACQ)材料截然相反的新兴有机荧光材料,实现了发光分子在固态或是聚集态下的高荧光量子产率。而独特的AIE特性,使其不必担心由于分子聚集导致的荧光信号的降低或猝灭,同时由于分子聚集程度的增加引起荧光颜色和强度的变化,可以被用来实现对靶标物的定性和定量分析,为荧光分析检测提供了新的思路和方案。目前基于AIE的荧光检测方法及相关技术已经被广泛应用各个领域,其中在公共安全领域的研究表现突出,并取得较高的研究成果。本文分析总结了近几年来AIE分子在公共安全领域中的应用进展,包括爆炸性物质、指纹识别、毒品检测、食品安全等方面,并对目前存在的问题和应用前景进行了总结和展望。     

激发态分子内质子转移(ESIPT)发色团修饰的树枝形聚合物合成及光物理研究

设计合成了0～4代外围修饰激发态分子内质子转移(ESIPT)发色团的聚酰胺-胺树枝形聚合物G0～G4,化合物结构经过IR,1H NMR,13C NMR和MS表征.稳态光谱研究表明,树枝形聚合物在四氢呋喃溶液中形成了聚集体,发色团酮式发光随着化合物代数增大呈先增加后减小的变化.质子化树枝形聚合物G1-H～G4-H能溶于水,并在水中形成20 nm左右的聚集体,发色团在聚集体疏水区中构象受限,仅发射酮式发光,并且发光强度受树枝形聚合物分子大小的影响.     

具有聚集诱导发光性质的化合物

具有聚集诱导发光（AIE）性质的有机化合物能够在聚集或固态条件下,通过改变分子组成、扭曲构象、刚性结构、堆积形态等调节荧光发射强度和波长,使其在OLED、化学/生物传感器等领域具有广阔应用前景。本文介绍了到目前有关AIE的研究进展。侧重总结了silole型、取代乙烯型（主要包括亚甲基环戊二烯型和DPDSB型）、腈取代二苯乙烯型、吡喃型、联苯型等小分子化合物和少数高分子的结构与AIE性质之间的关系,以及为解释AIE现象所提出的限制分子内的转动、避免非辐射去活、构象扭曲避免形成excimer、J－聚集态以及形成分子间的C-H/π键等理论。     

聚集诱导发光超分子聚合物的光物理性能研究

将一种含具有聚集诱导发光性能(AIE)的四苯乙烯的2-脲基-4[1H]-嘧啶酮衍生物(TPE-bis UPy)在氯仿中通过四重氢键作用组装形成的超分子聚合物,再以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂利用微乳法制备了基于超分子聚合物的纳米球.这种纳米球的形貌通过SEM进行了表征,具有规整的形貌与尺寸.相比在溶液里,该超分子聚合物纳米球的荧光显著增强.通过改变单体的浓度得到了3种不同粒径的超分子聚合物纳米球,DLS表征其粒径分别为46、66和91 nm.将这3种不同粒径的TPE-bis UPy超分子聚合物纳米小球与带负电的曙红(EY)进行组装,由于静电相互作用曙红吸附在纳米球表面,拉近了TPE-bis UPy和曙红之间的距离,使得在组装体内TPE-bis UPy可以有效地将激发能传递给曙红分子,该体系的发光颜色从蓝色荧光变为黄绿色荧光,其能量传递效率分别为62%、55%和39%,洗去表面活性剂CTAB后静电作用减弱,能量传递效率显著降低,分别为46%、36%和33%.研究表明,TPE-bis UPy超分子聚合物纳米小球与曙红的组装体系内,静电作用越强能量传递效率越高;超分子聚合物纳米球粒径越小,能量传递效率越高;并且通过这种组装可以调控体系的发光颜色,能量传递也可以通过体系的发光颜色变化观察到.