智能传感系统(智能传感材料)

 

荧光染料被广泛应用于纺织、印刷颜料、光电器件和生物制药等诸多领域。而传统荧光材料只有在溶液中才能比较好地发光，一旦聚集或成为固态，荧光就会消失，即发生聚集导致荧光猝灭（ACQ）。然而聚集态是荧光染料常见的应用场景，从而导致传统荧光染料在固态或聚集态应用时效率大大降低。

2001年，唐本忠团队偶然发现，不发荧光的1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基噻咯在薄层色板层析后，竟发出荧光。这一奇怪现象与人们所熟知的ACQ效应相违背，通常认为聚集态不利于荧光发射。然而他们的实验中，分子聚集态的形成却减弱了ACQ现象，并表现为越聚越亮的特性。

基于此，唐本忠团队提出了聚集诱导发光（AIE）的概念，并进行了深入研究。由于AIE分子的凝聚态高效发光特性，AIE概念一经提出就受到了国内外同行的关注，并由此开启了发光材料应用的新时代！

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ACQ与AIE现象对比图

AIE材料的性质

【1】在固态下有强发光特性（粉末或高浓度）

【2】对于紫外激发光，有很强的稳定性，优异的抗光漂白性能

【3】在细胞成像及相关生物成像技术中，能产生很高的分辨率图像

【4】浓度越高，发光越强

经过20年的发展，AIE材料几乎在众多发光材料领域得到应用，其中在光电功能材料、生物成像和治疗以及智能传感领域极具应用前景。

光电功能材料

高性能有机发光二极管（OLED）是AIE 材料最有前景的应用场景之一。AIE 材料自身具有聚集发光的性质，是非掺杂有机发光二极管器件的理想发光材料。同时基于AIE分子的液晶材料在制备简化且无需背景光照射的光发射液晶显示器领域也展现出应用潜质。通过引入新的光物理机制，如热活化延迟荧光（TADF）、室温磷光等，AIE 材料有望在激子利用率和器件效率等方面取得进一步突破。

生物成像和治疗

AIE技术可以对细胞中的线粒体进行高分辨率和对比度的成像和示踪检测。通过对比正常患者线粒体形貌，医生可借以确定是否为原发性疾病，或是比较患者服药前后的线粒体变化，以确定药物是否奏效。在癌症的诊断治疗中，AIE材料可以实现对肿瘤或癌细胞的长期追踪和显影。使用 AIE 材料进行细胞器成像，并用荧光对毫米级别的肿瘤进行定位，可以帮助医生精准切除癌细胞，提高手术的成功率。

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智能传感材料

AIE材料可以用于检测各种离子，在环境保护、健康体检等方面大有可为。用于健康体检的AIE材料，可以检测出人体内钙、锌、钾、铁等元素的含量，以及尿液中的葡萄糖含量。在食品安全方面，胺类挥发性气体监测中亦可以应用到AIE材料，从而检测三文鱼等活鱼海鲜的放置时间，以评估其新鲜度。在环境监测领域，AIE探针可实时检测环境污染物、有害气体、有害细菌和毒性物质并获得可见光信号。

2016年，AIE纳米粒子被Nature杂志列为支撑纳米光革命的四大纳米材料之一，是目前难得一见的由中国科学家原创的新材料。据不完全统计，目前全世界已有超过12000家科研机构的科学家进入该领域。AIE研究方兴未艾，充满机遇与挑战，期待未来AIE材料给世界带来新的改变！

名称：AIE近红外纳米粒子

粒径：50nm、100nm

最大发射波长：810nm

发光颜色：近红外荧光

名称：AIE荧光聚苯乙烯微球

粒径：50nm-500nm可定制

发光颜色：蓝色、绿色、红色

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