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  近年來，聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料（AIEgens）在基礎(chǔ)理論研究和功能化應(yīng)用等領(lǐng)域上取得了眾多突破性的進(jìn)展。其中，刺激響應(yīng)型AIEgens取得了尤為令人矚目的成果，在物理化學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力�；诖耍票局以菏肯愀劭萍即髮W(xué)和浙江大學(xué)團(tuán)隊(duì)，從不同刺激響應(yīng)類型，如力、光、極性、溫度、電、離子和pH，系統(tǒng)總結(jié)了刺激響應(yīng)型AIEgens在設(shè)計(jì)原理和應(yīng)用上的最新研究成果（圖1），為設(shè)計(jì)和構(gòu)筑新一代刺激響應(yīng)材料提供指導(dǎo)方針。該綜述發(fā)表在Adv. Mater.2021, 2008071上，香港科技大學(xué)唐本忠院士（現(xiàn)為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院院長(zhǎng)）和浙江大學(xué)張浩可副研究員為該綜述的共同通訊作者，香港科技大學(xué)的張靜博士（現(xiàn)為南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院教授）和何本釗博士（現(xiàn)為北京師范大學(xué)副研究員）為該綜述的共同第一作者。該綜述在撰寫上也得到了香港科技大學(xué)林榮業(yè)教授、胡余冰博士和Parvej Alam博士的幫助。

圖1. 具有不同刺激響應(yīng)性的聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料示意圖。

  自然界的生物會(huì)表現(xiàn)出各種各樣的響應(yīng)行為。當(dāng)面對(duì)外界光、溫度、力、電等多種環(huán)境刺激時(shí)，它們能夠改變自身的外觀（如顏色）或行為從而對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生響應(yīng)。例如，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，變色龍可以在瞬間調(diào)整顏色以適應(yīng)周圍的環(huán)境；含羞草在受到輕微的環(huán)境振動(dòng)或刺激時(shí)會(huì)立即關(guān)閉葉子。這樣的例子在自然界中廣泛存在，也正是不同刺激響應(yīng)的協(xié)同作用構(gòu)成了我們生機(jī)勃勃的大自然。受這些優(yōu)雅而復(fù)雜的刺激響應(yīng)行為的啟發(fā)，科學(xué)家們通過仿生學(xué)創(chuàng)造出了種類繁多的刺激響應(yīng)智能材料。智能材料也在從材料科學(xué)到生物技術(shù)再到藥物治療等一系列現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中表現(xiàn)出巨大的潛力。

  然而，在這一系列仿生學(xué)研究中，分子聚集體功能的精確控制是其中的巨大挑戰(zhàn)之一，因?yàn)橹悄懿牧系淖罱K應(yīng)用在極大程度上取決于分子聚集體的響應(yīng)性能。對(duì)于單個(gè)分子，通過合理的分子化學(xué)結(jié)構(gòu)調(diào)控，很容易實(shí)現(xiàn)各種類型的響應(yīng)行為。但是，對(duì)于分子聚集體，除了控制單分子化學(xué)結(jié)構(gòu)之外，還必須考慮高級(jí)結(jié)構(gòu)的影響因素，例如分子間相互作用、分子堆積，甚至是宏觀形貌。由此可見，聚集體結(jié)構(gòu)和性能的調(diào)控是開發(fā)智能材料的重中之重。

  分子或聚集體對(duì)某一特定外部刺激的反應(yīng)，本質(zhì)上是通過分子運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，并會(huì)產(chǎn)生一定的信號(hào)對(duì)刺激進(jìn)行反饋。在所有響應(yīng)信號(hào)中，光信號(hào)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快、空間分辨率高、實(shí)時(shí)可視化等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，是檢測(cè)分子運(yùn)動(dòng)的理想工具之一，所以近年來新型發(fā)光智能材料的開發(fā)引起了相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者的廣泛興趣。相較于傳統(tǒng)的聚集導(dǎo)致熒光猝滅分子，聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)在聚集體的研究中更具有優(yōu)勢(shì)，而AIEgens能夠?qū)⒕奂w的性質(zhì)完美呈現(xiàn)出來。

  基于此，在這篇綜述文章中，作者根據(jù)外部刺激的類型，包括力、光、極性、溫度、電、離子和pH，對(duì)刺激響應(yīng)型AIEgen進(jìn)行了系統(tǒng)地總結(jié)。由于篇幅限制，作者選取了一些有代表性的例子來進(jìn)行具體闡述。

  1. 在研究較多的具有機(jī)械力響應(yīng)的AIE材料部分，作者重點(diǎn)總結(jié)了兩類重要的智能AIE材料，包括需要借助外界激發(fā)光源的“力致變色”AIEgens和不需要外界激發(fā)光源的“力致發(fā)光”AIEgens；

  2. 在光響應(yīng)的AIE材料部分，作者就發(fā)展光響應(yīng)材料的三種經(jīng)典途徑，即“光二聚”、“光環(huán)化”和“光異構(gòu)化”進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)；

  3. 在極性響應(yīng)的AIE材料部分，作者就極性影響下經(jīng)典的TICT/AIE及TICT/SOPE拮抗過程的相關(guān)機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步闡釋，并就極性響應(yīng)的AIEgens在生物可視化方面的應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)總結(jié)；

  4. 在溫度響應(yīng)的AIE材料部分，作者就基于溫度響應(yīng)的AIEgens高分子關(guān)鍵性參數(shù)測(cè)定、溶劑極性可視化、細(xì)胞溫度環(huán)境可視化及溶質(zhì)-溶劑相互作用和溶質(zhì)的親水/疏水轉(zhuǎn)變可視化應(yīng)用方面進(jìn)行了系統(tǒng)總結(jié)；

  5. 在電響應(yīng)的AIE材料部分，作者就電響應(yīng)的聚合物及小分子AIE材料進(jìn)行了系統(tǒng)梳理；

  6. 在離子響應(yīng)的AIE材料部分，作者根據(jù)絡(luò)合機(jī)理的不同，即“分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受限（RIM）”、“暗態(tài)跨建能量轉(zhuǎn)移（DTBET）”及“F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）”針對(duì)各類陽離子和陰離子響應(yīng)的AIEgens的應(yīng)用進(jìn)行了概述；

  7. 針對(duì)pH響應(yīng)的AIE材料，作者主要就小分子和聚合物體系在生物過程可視化應(yīng)用進(jìn)行了重點(diǎn)總結(jié)。

  最后，作者也探討了該研究領(lǐng)域目前面臨的挑戰(zhàn)并對(duì)未來的發(fā)展前景進(jìn)行了展望，希望為下一代智能材料的開發(fā)和應(yīng)用提供一定的指導(dǎo)。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202008071