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聚集诱导发光

        聚集诱导发光(AIE)是指有机化合物在凝聚态发光增强的一种现象,最初于2001年由唐本忠等人在研究1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基硅唑的光学性质时发现并命名。1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基硅唑是一种有机化合物,化学式为C35H28Si,它具有聚集诱导发光性质。它可由二苯乙炔和金属锂在四氢呋喃中反应,再与苯基甲基二氯硅烷反应制得。具有AIE效应的材料在分散状态下几乎不发光,而在聚集时荧光显著增强,展现出不同于传统分子的独特光物理特性。作为我国科学家开创的前沿方向,AIE已成为化学与材料领域的研究热点,受到全球广泛关注。

图一AIE机理


        传统荧光染料或π-共轭分子在高浓度或聚集状态下,常因分子间强烈的π–π堆积和能量传递而产生聚集猝灭效应(Aggregation-Caused Quenching, ACQ),导致荧光显著减弱。与之相反,AIE分子则依靠分子内运动受限(Restriction of Intramolecular Motion, RIM)的独特机制,在稀溶液中几乎不发光,而在聚集、纳米组装或固态条件下反而表现出强烈荧光。

聚集猝灭效应(ACQ)

♦︎ 现象:传统荧光分子在高浓度或聚集状态下发光减弱甚至消失。

♦︎ 原因:分子间强烈的π–π堆积、能量迁移和激基缔合导致激发态能量通过非辐射途径耗散。

♦︎ 结果:荧光信号降低,限制了传统染料在固态或高浓度环境中的应用。


分子内运动受限(RIM)

♦︎ 现象:AIE分子在聚集或固态状态下荧光增强。

♦︎ 原因:聚集时分子内旋转和振动自由度受限(RIR/RIV),非辐射衰减通道被抑制。

♦︎ 结果:激发态能量更倾向于以辐射形式释放,发光强度提升。

图二 ACQ(聚集导致发光猝灭效应)和AIE(聚集诱导发光)的对比


参考文献

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引用本文

阿拉丁科学.《聚集诱导发光》. 阿拉丁知识库,更新于 2025年8月26日。 https://www.aladdin-e.com/zh_cn/faqs/aggregation-induced-emission.html
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