2001年,唐本忠院士提出了聚集誘導發光(AIE)的概念。與傳統的“聚集誘導淬滅(ACQ)”現象相反,具有AIE特性的分子在單分散狀態下不發光或者發出微弱熒光,但在聚集態下熒光得到顯著增強。憑借其固態發光效率高的優勢,AIE分子已經在生物、光電和傳感等領域取得了廣泛應用。目前,AIE領域的研究重點主要集中在小分子合成。但合成具有優異性質的小分子通常需要巧妙的結構設計和復雜的合成路線,高消耗低產率顯然無法滿足實際應用的需求。無機納米材料具有高穩定性、易表面改性和大比表面積等優點,且在自然界中廣泛存在容易獲得,將無機材料與AIE分子復合是極具潛力的發展方向。無機材料緊密的結構引發AIE分子聚集發光,同時賦予復合材料以無機材料的多功能性,彌補了小分子在功能上的不足,滿足了對功能多樣化的需求。
無機材料種類繁多,性質多樣,經過十幾年的發展,已有數十種無機材料被用于復合AIE分子并應用于各個領域。近日,唐本忠院士團隊概括并分析了基于AIE分子的有機無機納米復合材料的研究進展。根據結構特點將復合材料分為納米粒子、二維層狀材料和三維框架結構并進行分類概括,詳細介紹了無機基體與AIE分子間的相互作用方式,包括物理包覆限域,共價鍵束縛,超分子配位等。結合AIE的高發光效率和無機基體材料的結構特點,如大比表面積、多表面官能團和生物相容性等,納米復合材料被應用于生物醫藥(生物成像、腫瘤診療一體化、藥物控釋等)、化學/生物傳感(氣體檢測、爆炸物檢測的可視化等)、光電(有機發光二極管、光電信號轉換等)等領域。最后,作者對基于AIE分子的有機無機納米復合材料的挑戰與前景進行分析展望,提出引入更多樣的無機材料將為AIE領域帶來新的機遇。
圖1. 基于AIE分子的有機無機納米復合材料的構建與應用,包括納米粒子、二維層狀材料和三維框架結構的構建及其在生物醫藥、化學/生物傳感、光電等領域的應用。
該綜述發表于Adv. Funct. Mater.上。論文第一作者為深圳大學AIE研究中心王媛瑋博士,通訊作者為港科技大學唐本忠院士和深圳大學AIE研究中心王東副教授。
原文信息:Yuanwei Wang, Haoxuan Li, Dong Wang, Ben Zhong Tang. Inorganic-organic Nanocomposites Based on Aggregation-Induced Emission Luminogens. Adv. Funct. Mater., 2020, DOI: 10.1002/adfm.202006952
論文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202006952
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