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  2001年，香港科技大學(xué)、華南理工大學(xué)唐本忠院士課題組首次發(fā)現(xiàn)并提出了聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）概念，顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，之后相關(guān)研究與應(yīng)用得到了蓬勃發(fā)展，至今，已開(kāi)發(fā)了具有極其廣泛和重要應(yīng)用價(jià)值的AIE新材料。作為聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料的一個(gè)重要發(fā)展方向，非共軛熒光聚合物（Non-conjugated luminescent polymers，NCLPs）近年來(lái)逐漸得到了很多研究者的廣泛重視。

  近日，香港科技大學(xué)唐本忠院士（通訊作者），浙江大學(xué)張興宏教授（通訊作者），中北大學(xué)劉斌博士（第一作者），香港科技大學(xué)張浩可博士（共同一作）等在Materials Horizons上總結(jié)了近年來(lái)非共軛熒光聚合物的研究進(jìn)展，討論了聚合對(duì)所得聚合物材料發(fā)光性能的影響，歸納提出了聚合誘導(dǎo)發(fā)光（Polymerization-Induced Emission，PIE）。

圖1. 典型的聚合誘導(dǎo)發(fā)射基團(tuán)。

  作者根據(jù)已報(bào)道的非共軛熒光聚合物的結(jié)構(gòu)，將它們歸納為含苯環(huán)和不含苯環(huán)兩類。針對(duì)含苯環(huán)的非共軛熒光聚合物，分別從聚合物的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及分子量三個(gè)方面總結(jié)了聚合物結(jié)構(gòu)對(duì)熒光性質(zhì)的影響；針對(duì)不含苯環(huán)的非共軛熒光聚合物，主要從誘導(dǎo)簇產(chǎn)生的直接原因展開(kāi)討論，結(jié)合誘導(dǎo)聚合物發(fā)光的雜原子基團(tuán)種類（含叔胺結(jié)構(gòu)、氰基結(jié)構(gòu)、羰基結(jié)構(gòu)、亞砜、砜、硫酰胺、醚），從空間位阻、氫鍵效應(yīng)、配位效應(yīng)等角度概述了此類非共軛熒光聚合物的發(fā)光機(jī)理。總體上，通過(guò)雜原子或苯環(huán)的空間共軛產(chǎn)生電子離域，實(shí)現(xiàn)了電子的n-π* 、π–π*躍遷，誘導(dǎo)簇發(fā)光�？偨Y(jié)了聚合誘導(dǎo)發(fā)光的特征，引出對(duì)此類聚合物中“簇”（概念、形成方式、尺寸、分布等）的進(jìn)一步思考，提出此類“簇”結(jié)構(gòu)和機(jī)制研究的困難和可能方向。

圖2. 聚合誘導(dǎo)發(fā)光示意圖。（A）PIE聚合物的聚合反應(yīng)：連鎖聚合提供側(cè)基PIEgens；逐步聚合提供主鏈PIEgens或者新的PIEgens；（B）具有典型空間共軛PIEgens的詳細(xì)PIE示意圖。

  所提出的聚合誘導(dǎo)發(fā)光特征如下：

  1）非共軛熒光聚合物熒光的產(chǎn)生以及強(qiáng)度依賴于聚合度，同時(shí)也是簇產(chǎn)生的基本條件；

  2）聚合物結(jié)構(gòu)的多樣性（構(gòu)型、構(gòu)象、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、分子量、分子量分布和聚集態(tài)等）賦予了熒光發(fā)射的多樣性。

  因此，基于近20年來(lái)不斷涌現(xiàn)的新聚合方法和新的聚合物，聚合誘導(dǎo)發(fā)光有望進(jìn)一步擴(kuò)展AIE的疆界，將AIE概念應(yīng)用擴(kuò)展到通用聚合物材料中。

  文章鏈接：https://doi.org/10.1039/C9MH01909J