当整体比部分更亮时:本中堂论聚集诱导发射

唐本忠分享了聚集诱导发射背后的故事,并反思了它对化学和材料科学的影响。《当整体比部分更亮:唐本忠关于聚集诱导发射的文章》首先出现在《先进科学新闻》上。

来源:Advanced Science News

一个多世纪以来,化学家面临着一个令人沮丧的限制:许多发光分子聚集在一起时就会停止发光。这种现象被称为聚集引起的猝灭,对制造依赖于固体聚集形式材料的发光器件提出了重大挑战。

2001年,时任香港科技大学助理教授的唐本中观察到了意想不到的逆转。有些分子在溶液中呈黑色,但聚集时会发出明亮的光。这种行为后来被唐称为聚集诱导发射(AIE),现已发展成为一个主要研究领域,其应用涵盖电子、传感和医学。

现任香港中文大学(深圳)教授的唐反思了 AIE 的偶然起源及其背后的科学,以及意想不到的结果如何能够开辟全新的研究方向。

对于非专家,您如何解释聚集引起的发射?

在传统光物理学中,发光分子在孤立时表现良好。在稀溶液中,它们可以非常有效地发射——有时量子产率接近 100%。但当你把它们放在一起时,就像在固体薄膜中一样,它们的发射会减弱或完全消失。这就是聚集引起的猝灭,自 19 世纪以来就已为人所知。

我们观察到的情况恰恰相反。分子本身不发光,但当它们聚集时,它们会发出强烈的发光。这就是为什么 AIE 被认为是违反直觉的——它违背了人们长期以来的信念。

这是您想要发现的东西吗?

不,一点也不。我们只是想制造发光分子。但我们合成的分子在溶液中不发光,这通常被认为是失败的。

然后我们注意到,在固态下,它具有很高的发射性。这种矛盾引起了我们的注意。

在哪一刻您意识到发生了不寻常的事情?