为了丰富学生对前沿材料的认识,2018年3月15日下午,我校发光材料与器件国家重点实验室的赵祖金教授受邀在博学楼501向16材创班学生介绍新型聚集诱导发光(AIE)材料的开发及其应用研究进展。
为了方便知识储备尚不完善的我们理解,赵祖金教授首先向我们讲述AIE材料的概念及其发现。传统的荧光生色团会发生浓度淬灭效应,即在高浓度下荧光剂形成聚集体,进而导致荧光减弱甚至不发光。而在2001年,唐本忠院士的课题组发现有些由于聚集而导致发光增强的分子——即“聚集诱导发光”。
这两种完全相反的现象勾起了我们的兴趣。赵祖金教授用通俗易懂的方法将AIE的机理阐述给我们:在溶液状态下,AIE荧光分子以分子内旋转的方式消耗激发态的能量,导致荧光减弱甚至不发光;而在聚集状态下,分子的内旋转受限,打开了激发态的辐射衰变渠道,从而使荧光增强。赵教授给我们看了一些实验室里荧光剂的图片,不同类型的荧光剂对比鲜明,各有优劣。
结构的不同决定了性能的不同。赵祖金教授向我们列举了几个AIE分子的典型应用,其中包含两个主要方面:光电应用及生物应用。光电方面,AIE分子可应用于液晶、OLED、化学传感器及偏振光材料;生物方面,AIE荧光探针在细胞器特异成像和长效追踪等领域也有诸多应用。赵祖金教授举的很多许多例子都来源于我们的日常生活,听完教授讲解,我们这才恍然大悟,纷纷感叹简单舒适生活的来之不易。
除此之外,赵祖金教授从不同的AIE分子结构入手,更深一步地向我们讲述其发光的决定因素。相似的两个分子,因为一个取代基的不同,其性质大相径庭。同样,两种立体异构的分子也能致使发光强度的差异。大多数分子的性质不同可以通过各种化学机理很好地解释,但仍有一部分AIE分子表现出与其结构不符的性质。赵祖金教授感慨地告诉我们,科学研究就是不断地实验,不断地探索未知,不断地总结。实验现象不一定都尽如人意,但只要我们不懈研究追寻,一定能找到自己想要的那个答案。
一个半小时的讲座课很快就结束了。同学们收获了关于AIE的各方面知识,更重要的是,我们学到了如何更好地进行科研活动。感谢赵祖金教授的耐心授课,在未来的学习工作中,材创学生将不懈奋斗,实现目标。
(图/杨婕 文/张煜)