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不是“三个和尚没水喝”,而是越聚集越发光 |
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中国人的一项科学发现改写光物理课本 |
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| （ 2018-01-09 ） 稿件来源：新华每日电讯 要闻 |
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“科学真美!”
在2017年度国家自然科学奖一等奖获得者、中国科学院院士、香港科技大学教授唐本忠眼中,科研通向一片无限可能性的新天地,令人兴奋、充满希望。
唐本忠团队在国际上率先提出聚集诱导发光(AIE)——这项中国人改写光物理课本的发现,开辟了具有原创性和国际引领性的基础科学研究全新领域。
光,给万物温暖,助生灵繁育。有机发光材料是当代光学研究的前沿热点,化学家们对发光性能优异的功能分子梦寐以求。
然而,“一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝。”平面共轭结构导致许多有机发光分子在稀溶液中发光很强,在高浓度溶液中或聚集状态下却发光减弱甚至消失。这一写入光物理课本的聚集导致发光猝灭(ACQ)现象好比有机发光材料的阿喀琉斯之踵,在长达半个多世纪时间里让英雄前行的盔甲染上暗淡之色。
与教科书“背道而驰”的聚集诱导发光,源自一次“不经意就会擦肩而过”的发现。
2001年,课题组在实验中偶然发现一种噻咯衍生物在薄层层析板上不发光,但随着溶剂挥发,由“湿”变“干”的样品在紫光灯照射下却闪闪发光。唐本忠先是惊出一身冷汗,随后反复实验,确认这种噻咯衍生物在溶液状态基本不发光,在聚集态却发出明亮荧光!
越聚集越发光,不是“三个和尚没水喝”,而是“人多力量大”!
AIE特性的荧光材料聚集发光的“秘密”在于分子内运动(包括旋转和振动)受限。课题组发现,AIE物质在分子结构上有个显著特点——拥有很多单键连接的芳香环。它们像一个个小螺旋桨,在稀溶液中自由旋转或振动,消耗了紫外光给予它们的能量。但在聚集态下,分子之间错落堆积,螺旋桨转不起来,能量辐射跃迁,因而产生荧光。
发光材料领域一扇全新的大门就此打开!AIE概念提出以来,已吸引80个多国家和地区超过1500家科研单位的科学家进入该研究领域,近两年每年新增的SCI级AIE论文均超过1000篇。
发光二极管、智能材料、爆炸物检测、化学传感器、癌细胞追踪、细菌成像……近年来,AIE材料在光电、传感、生物、医疗等诸多领域开始应用,被全球材料科学家“玩”出了各种花样。其中用于生物成像和示踪的AIE荧光探针备受市场期待。
与传统ACQ材料相比,AIE材料制成的生物探针在成像分辨率、抗光漂白性、长期追踪能力、自定位能力等方面性能更佳。
肿瘤手术中,医生常常为“切多了器官不能再生,切少了病灶还在”的困境而烦恼。“AIE材料荧光探针可以让癌细胞发光而正常细胞不发光,从而‘划出’二者的清晰边界。一旦应用临床,有望使癌细胞切除手术精确度大幅提高。”唐本忠说。
对唐本忠而言,拿奖不是目的,兴趣和热情才是从事科研的不竭动力。“喜马拉雅山的攀登者是疯子还是英雄?别人怎么看不重要,自己认为自己是英雄就行。”唐本忠鼓励学生们秉持一腔热情投入科研,“这才是步向成功的不二法门”。
(记者余晓洁、田晓航)据新华社北京1月8日电
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| 不是“三个和尚没水喝”,而是越聚集越发光
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| 中国人的一项科学发现改写光物理课本
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| （ 2018-01-09 ） 稿件来源： 新华每日电讯要闻 |
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不是“三个和尚没水喝”,而是越聚集越发光 |
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中国人的一项科学发现改写光物理课本 |
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| （ 2018-01-09 ） 稿件来源：新华每日电讯 要闻 |
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“科学真美!”
在2017年度国家自然科学奖一等奖获得者、中国科学院院士、香港科技大学教授唐本忠眼中,科研通向一片无限可能性的新天地,令人兴奋、充满希望。
唐本忠团队在国际上率先提出聚集诱导发光(AIE)——这项中国人改写光物理课本的发现,开辟了具有原创性和国际引领性的基础科学研究全新领域。
光,给万物温暖,助生灵繁育。有机发光材料是当代光学研究的前沿热点,化学家们对发光性能优异的功能分子梦寐以求。
然而,“一个和尚挑水喝,两个和尚抬水喝,三个和尚没水喝。”平面共轭结构导致许多有机发光分子在稀溶液中发光很强,在高浓度溶液中或聚集状态下却发光减弱甚至消失。这一写入光物理课本的聚集导致发光猝灭(ACQ)现象好比有机发光材料的阿喀琉斯之踵,在长达半个多世纪时间里让英雄前行的盔甲染上暗淡之色。
与教科书“背道而驰”的聚集诱导发光,源自一次“不经意就会擦肩而过”的发现。
2001年,课题组在实验中偶然发现一种噻咯衍生物在薄层层析板上不发光,但随着溶剂挥发,由“湿”变“干”的样品在紫光灯照射下却闪闪发光。唐本忠先是惊出一身冷汗,随后反复实验,确认这种噻咯衍生物在溶液状态基本不发光,在聚集态却发出明亮荧光!
越聚集越发光,不是“三个和尚没水喝”,而是“人多力量大”!
AIE特性的荧光材料聚集发光的“秘密”在于分子内运动(包括旋转和振动)受限。课题组发现,AIE物质在分子结构上有个显著特点——拥有很多单键连接的芳香环。它们像一个个小螺旋桨,在稀溶液中自由旋转或振动,消耗了紫外光给予它们的能量。但在聚集态下,分子之间错落堆积,螺旋桨转不起来,能量辐射跃迁,因而产生荧光。
发光材料领域一扇全新的大门就此打开!AIE概念提出以来,已吸引80个多国家和地区超过1500家科研单位的科学家进入该研究领域,近两年每年新增的SCI级AIE论文均超过1000篇。
发光二极管、智能材料、爆炸物检测、化学传感器、癌细胞追踪、细菌成像……近年来,AIE材料在光电、传感、生物、医疗等诸多领域开始应用,被全球材料科学家“玩”出了各种花样。其中用于生物成像和示踪的AIE荧光探针备受市场期待。
与传统ACQ材料相比,AIE材料制成的生物探针在成像分辨率、抗光漂白性、长期追踪能力、自定位能力等方面性能更佳。
肿瘤手术中,医生常常为“切多了器官不能再生,切少了病灶还在”的困境而烦恼。“AIE材料荧光探针可以让癌细胞发光而正常细胞不发光,从而‘划出’二者的清晰边界。一旦应用临床,有望使癌细胞切除手术精确度大幅提高。”唐本忠说。
对唐本忠而言,拿奖不是目的,兴趣和热情才是从事科研的不竭动力。“喜马拉雅山的攀登者是疯子还是英雄?别人怎么看不重要,自己认为自己是英雄就行。”唐本忠鼓励学生们秉持一腔热情投入科研,“这才是步向成功的不二法门”。
(记者余晓洁、田晓航)据新华社北京1月8日电
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