科技日报记者 沈唯
10月14日—15日，香山科学会议第755次学术讨论会在京举行。与会专家以“分子聚集发光”为题，围绕高性能固态发光材料的设计与制备、新机制、构效关系以及应用等方面展开深入讨论并总结，以期巩固我国在分子聚集发光领域的主导地位，促进该领域研究范式变革。
“分子聚集发光领域目前面临几个重大科学问题，包括探索分子聚集诱导的新发光过程和途径，理解其工作机制并设计合成新发光材料，以及开发这些新发光机制或材料的高科技应用。”中国科学院院士、香港中文大学（深圳）教授唐本忠说。
光的研究对推动科学进步起到了重要作用，也带来了改变世界面貌的材料与技术。目前，许多发光材料已经得到广泛应用。这些发光材料或在固态下使用，或在水介质里以聚集体形式使用。而在这些情况下，有机发光分子会自然聚集。一旦聚集，材料发光通常会减弱甚至不发光。这就是教科书上的常识：聚集导致发光猝灭现象。
2001年，唐本忠团队观察到一种“反常”现象。他们发现，有一类分子在溶液中不发光，而聚集后发光却显著增强。基于这种现象，团队提出了聚集诱导发光（AIE）的概念。
相较于传统聚集导致发光猝灭的材料体系，分子聚集发光材料特别是AIE材料可充分利用分子的聚集提高发光效率。目前，分子聚集发光材料已在能源、健康、环境等领域得到广泛应用，并由此开创了一个由我国科学家引领、国外研究人员竞相跟进的新兴研究领域。
“AIE材料能将激发态能量可控地转化为荧光、光热以及活性氧等，因而在材料科学、化学科学、生命科学等领域表现出广泛的应用潜力。”唐本忠举例，如在光电领域，AIE材料可以用于制造圆偏振光发射器件；在环境与食品安全领域，AIE材料能用于检测甲醛等有毒气体。
南开大学生命科学学院教授丁丹认为，分子聚集发光材料具有抗光漂白能力强、细胞毒性低等诸多优点，是未来临床使用的理想材料。传统的有机发光材料难以获得最优化的光诊疗性能，因而无法满足临床上对重大疾病早期发现和精准诊疗的迫切需求。因此，发展高端分子聚集发光材料，对我国高端医疗器械和关键医用材料领域发展具有重要意义。
与此同时，中国科学院大学化学科学学院教授彭谦在发言中也提出了一系列分子聚集发光领域极具挑战、亟待解决的问题。例如如何突破基于自由分子单体的光物理理论，如何发展原创性的理论模型与方法，如何全面揭示分子聚集体的发光机制，如何实现强发光分子聚集体的理性设计和高通量筛选等。
“近年来，我国整体算力水平的提升，以及人工智能等新兴技术的快速发展，使得运用精确的量子化学方法来处理复杂的分子聚集体研究成为可能。我们要抓住这个机遇，加快创新步伐。”彭谦补充道。
基于分子聚集发光的研究和讨论，也引发了更高层次的关于有机分子聚集体的研究。在唐本忠看来，有机分子聚集体的研究正在世界范围内引起越来越多的关注，并催生了新的研究方向，创新性研究成果不断涌现。
“为了将有机分子聚集体研究打造成基础研究地貌图上一块隆起的‘世界高地’，我们必须构筑更大的研究平台进行重点支持，鼓励联合攻关、协同创新。”唐本忠说，有机分子聚集体研究的很多难题靠单打独斗难以解决。未来迎接更大挑战，再上新台阶，需要相关领域专家广泛讨论，贡献智慧。
