聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法

刘顺杰; 唐本忠

doi:10.11777/j.issn1000-3304.2021.21013

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聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法

专论 | 更新时间：2021-05-07

- 聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法
- Aggregation-induced Emission: A Novel Approach to Studying Polymer Science
- 高分子学报 2021年52卷第5期页码：456-466
- 作者机构：
  
  1.中国科学院长春应用化学研究所中国科学院生态环境高分子材料重点实验室　长春 130022
  2.中国科学技术大学应用化学与工程学院　合肥 230026
  3.华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室　广州 510640
  4.香港科技大学化学系国家人体组织功能重建工程技术研究中心-香港分中心　香港
- 作者简介：
  
  [ "刘顺杰，男，1988年生. 中国科学院长春应用化学研究所研究员. 2011年于东北林业大学获得理学学士学位；2016年于中国科学院长春应用化学研究所获得理学博士学位，导师为王献红研究员. 2016~2020年于香港科技大学从事博士后研究，导师为唐本忠院士. 2021年1月起，于中国科学院长春应用化学研究所生态环境高分子材料重点实验室任研究员，主要从事生物可降解二氧化碳基聚碳酸酯的可控合成，聚集诱导发光可视化高分子材料及近红外二区荧光材料的设计、合成及其应用" ]
  [ "唐本忠，男，1957年生. 香港科技大学讲座教授. 1982年本科毕业于华南理工大学，1985、1988年在日本京都大学分别获硕士和博士学位，1989~1994年在加拿大多伦多大学从事博士后研究，1994年至今历任香港科技大学助理教授、副教授、教授、讲座教授. 2009年当选中国科学院院士，2013年入选英国皇家化学会Fellow. 2012年起任华南理工大学兼职教授. 2017年获国家自然科学奖一等奖以及何梁何利基金科学技术进步奖，2007年获国家自然科学奖二等奖以及裘槎高级研究成就奖. 现为国家自然科学基金基础科学中心项目负责人，期刊《Aggregate》主编. 主要从事高分子科学和聚集诱导发光(AIE)的研究" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金基础科学中心(基金号 51988102)资助项目()
- DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2021.21013
  中图分类号：
- 纸质出版日期：2021-5-3，
  
  网络出版日期：2021-3-12，
  
  收稿日期：2021-1-17，
  
  修回日期：2021-2-1，
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刘顺杰, 唐本忠. 聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法[J]. 高分子学报, 2021,52(5):456-466.

Shun-jie Liu, Ben Zhong Tang. Aggregation-induced Emission: A Novel Approach to Studying Polymer Science[J]. Acta Polymerica Sinica, 2021,52(5):456-466.
刘顺杰, 唐本忠. 聚集诱导发光：研究高分子科学的一种新方法[J]. 高分子学报, 2021,52(5):456-466. DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21013.

Shun-jie Liu, Ben Zhong Tang. Aggregation-induced Emission: A Novel Approach to Studying Polymer Science[J]. Acta Polymerica Sinica, 2021,52(5):456-466. DOI： 10.11777/j.issn1000-3304.2021.21013.

摘要

高分子科学在人类生活和现代社会中发挥了越来越重要的作用，深入理解高分子材料的构效关系及性能尤为重要. 现代仪器表征手段受制于非原位、样品制备过程冗杂等因素，很难直接“看到”测试过程. 荧光成像技术可以清楚地“看到”材料的结构及形态变化，受到广泛关注. 但是，传统荧光分子易发生聚集导致发光淬灭现象，限制其应用. 相反，聚集诱导发光(AIE)分子基于分子运动受限的发光机理，在聚集态具有强的发光信号，加之荧光量子效率高、对外界刺激灵敏等优点，现已成为化学和材料等领域的前沿. 本专论从AIE的工作原理出发，较系统地总结了基于AIE独特的分子可视化技术如何成为原位研究高分子科学的新方法：监测聚合物的溶液性质，如聚合过程、溶度参数及构效关系等；监测聚合物的聚集体性质，如链段固态分子运动、玻璃化转变、相分离及结晶度等. 最后对AIE技术在高分子科学领域的未来发展进行了展望.

Abstract

Polymer science has played an increasingly important role in human life and modern society. Therefore

it is imperative to understand its structure-function relationship and properties deeply. Modern instruments are limited by

ex situ

and miscellaneous sample preparation

and display “darkness” in the testing process. Fortunately

fluorescence imaging technology has received considerable attention owing to its capacibity to visualize the variation of structure and morphology in materials. Traditional dyes suffer from aggregation-caused quenching effect

significantly restricting its practical applications. In contrast

due to the advantages of high fluorescence quantum efficiency and extreme sensitivity to external stimuli

aggregation-induced emission (AIE) technology has become a forefront of chemistry and materials. This account systematically summarizes how the unique molecular visualization technology based on the working principles of AIE can become a new method for

in-situ

study of polymer science: monitoring polymer solution properties

such as polymerization process

solubility parameters and structure-activity relationship; visualizing the polymer aggregate properties

such as solid-state segmental movement

glass transition

phase separation and crystallinity

etc

. At last

the future development in this field has prospected.

关键词

聚集诱导发光高分子科学可视化荧光探针

Keywords

Aggregation-induced emissionPolymer scienceVisualizationFluorescence probe

references

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