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香港科技大学唐本忠院士获2017年度国家自然科学奖一等奖 | 获奖项目 “聚集诱导发光”
2018-01-08 来源:中国流变网    点击次数:79次    

  中科院院士、香港科技大学教授唐本忠在世界上最早提出了聚集诱导发光概念,在光材料研究领域取得重大原创突破,获得了2017年度国家自然科学奖一等奖。

  多年来,科学家一直在试图解决发光材料研究中的一个棘手问题:发光分子在聚集状态下的猝灭(ACQ):分子在聚集状态下,发光强度减弱甚至完全消失。这促使人们不断寻找阻止其聚集的方法。2001年,唐本忠院士团队在偶然之间发现了一类有机分子只在聚集状态下才发光。这些分子呈非平面螺旋桨或风车形状,当堆积在一起时,其分子内运动受阻,因此不能以分子运动形式耗散能量,只能以光的形式释放能量。唐本忠敏锐地抓住了这个现象,并创造了一个新的概念:聚集诱导发光(AIE)。

  顺着这个思路,唐本忠团队开始寻找与发光猝灭截然相反的聚集诱导发光(AIE)材料,并开发了诸如四苯乙烯的AIE体系,实现了AIE材料在光电、传感和生物等领域的应用,使AIE成为由我国科学家开创并引领的热点研究领域。

  从AIE概念的提出到现在,全世界已经有60余个国家和地区超过1100个研究单位的科学家进入该领域,总引用次数超过10万次,近两年每年新增的SCI级AIE论文超过1000篇。AIE相关研究也被中科院文献情报中心和全球科研评估权威网站汤森路透(Thomason Reuters)联合发布的《2015研究前沿》评为化学和材料领域前十项研究前沿的第二位,且为重点热点研究领域。

  该项研究取得的重要科学发现有:

  制备了系列AIE分子体系。基于前期提出的分子内旋转受限(RIR)机理,发展了新型的基于四苯基乙烯(TPE)的AIE分子体系,并得到了广泛应用;在二苯甲酮衍生物晶体中首次发现并报道了纯有机分子的室温磷光,提出了“结晶诱导磷光”的AIE衍生概念;通过高效的点击聚合制备了加工性能好的含TPE的AIE聚三唑;发展了一类无传统生色团的AIE聚合物体系。

  完善和丰富了AIE的理论。通过巧妙的分子设计和高效的有机反应,辅以精密的实验证实TPE体系中AIE的主导机理是RIR而非光致顺反异构化和J-聚集;提出了“结晶诱导发光”的概念,并得到了国内外同行的广泛认可和采用;发展了键接AIE基元到ACQ分子上制备新AIE分子的策略,扩展了AIE分子种类;发展了一种将RIR与扭曲的分子内电荷转移分子结合实现高效红光发射的策略。

  开发了AIE分子的高新技术应用。通过合理的分子设计,获得了多个器件性能良好的蓝光、深蓝光的AIE分子,为高效蓝光分子的设计提供了一条行之有效的途径;实现了对CO2“点亮型”定量检测以及铝离子等金属离子的痕量检测;实现了对葡萄糖特异性检测以及对特定细胞系的生长监控。


2017年度国家自然科学奖一等奖

获奖项目:聚集诱导发光

项目完成人:

唐本忠,香港科技大学

秦安军,浙江大学 (现工作单位:华南理工大学)

董宇平,北京理工大学

李 振,香港科技大学 (现工作单位:武汉大学)

孙景志,浙江大学

 
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