感光高分子综述：聚集诱导发光研究进展.doc

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1、聚集诱导发光的研究进展张念摘要：传统的荧光化合物在聚集时，会导致荧光猝灭；而聚集诱导发光(AIE)化合物在溶液屮单分子状态吋呈现弱的荧光，但当形成聚集态吋发出强的荧光，这主要是由于分子内旋转受阻(RIR)和聚集形态的改变所致。本文综述了自AIE提出以来的发光机理，荧光分子分类，以及其应用研究发展。关键词：AIE分子内旋转受阻发光机理应用研究RecentApplicationProgressonAggregation-inducedEmissionZhangnianAbstract:Luminescenc

2、eofconventionalfluorophoresoftenbecomesweakenedorquenchedathighconeentrationorsolidstate.Incontrast,somearenon-luminescentinsolutionbuthighlyemissionintheaggregateorsolidstate,socalled"aggregation」nducedemission(AIE)：whichmightberesultedfromtherestrictio

3、nofintramolecularrotation(RIR)andchangesinaggregatemorphology.Herein,thelatestprogressonAIEsinceitcomeupwithisreviewed,suchas:mechanismoffluorescenee,classifiedofthefluorescencemoleculesandit'sapplications.Keywords:AIERIRmechanismoffluoresceneeapplicatio

4、n正文：荧光材料在传感器和广电功能器件的研究小占有重要的地位，但大部分荧光材料在溶液屮表现出较强的荧光，而在聚集吋荧光会减弱甚至发牛猝灭。长期以来科学家们采用了各种方法和途径防止具有大TI共轨体系发光分子聚集以期获得发光效率更高的器件，从而推动其发展⑴。2010年，自唐本钟等发现了具有聚集诱导发光(Aggregation・inducedemission,AIE)效应的化合物，AT有效避免聚集应该猝灭(Aggregatiorvcausedquench,ACQ)[2'4,11].A有AIE性质的化合物主要包

5、括多芳基取代的杂环化合物，多芳基乙烯类化合物，分子内电荷转移化合物，含有氢键的化合物，聚合物等。由于化合物结构不同，AIE发光机制也各有不同，包括分子内旋转受限、非辐射失活衰减受限、分子构想抓曲以避免形成激基缔合物以及利用特殊的分子内堆积方式如J■聚集、交叉分子堆积或特殊的氢键作用形成相应的发光聚集体等⑸。IIAIE现彖被报道后，国际上许多研究小组利用其独特的聚集诱导发光性能，开发各种功能材料，如牛物/化学传感器⑹及光电材料〔“】等。本文重点综述自提出AIE以来，AIE效应的机理、分类及其应用。1聚集诱

6、导荧光发光机理2001年，Tang研究组发现硅杂环戊二烯在溶液屮几乎不发光，在形成固体后发光强度大大增加，具有AIE性质的聚合物从根本上克服了聚集导致的ACQ的难题，引起了研究者们广泛的研究兴趣，至今已开发出从蓝光到红光覆盖整个可见波长范围的AIE体系,并利用这些化合物制备出高效的发光器件和化学牛物传感器。理解AIE现彖产牛的原理有助于对设计合成新型高效荧光材料具有重要的指导意义卩叭H前已经提出了很多种可能的机理冋，包括:分子内旋转受限、分子内共平而、抑制光化学或光物理过程、非紧密堆积、形成J■聚集体以

7、及形成特殊激基缔合物等。但事实上，对于每一个分子而言,AIE现象的形成往往是几个原因共同作用的结果。2聚集诱导荧光分子分类典型的AIE化合物包括多芳基取代的杂环化合物、多芳基乙烯类化合物、分子内电荷转移化合物、含有氢键的化合物及聚合物等°常见的有如图1所示的多芳基取代的杂环化合物,Siloles类衍牛物是Tang课题组在早期研究屮发现的最有代表性的AIE化合物凹。他们认为,Siloles类衍牛物的AIE特性是由于在固态或聚集态下分子内各基团围绕单键的扭转大幅度受到抑制而引起的。同吋，这类化合物的螺旋状分

8、子构型还能够有效地抑制分子间紧密的71汛堆积2叫4536图1Silole类衍生物结构AIE芳香化合物结构简单，易于合成，但这类化合物的发光基本都在蓝光波段，不能满足是应用需求，这很大程度上限制了这些AIE化合物的应用。因此研究人员们利用分子内推拉电子作用虽然能够使化合物发光有效发牛红移，但分子如果是刚性平而结构就依然会导致ACQ现象。基于此，研究人员通过在设计推拉电子的ICT（分子内电荷转移）分子结构的同时有效避免分子结构的平而化来设计发光