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  近年來，聚集誘導發(fā)光材料（AIEgens）在基礎理論研究和功能化應用等領域上取得了眾多突破性的進展。其中，刺激響應型AIEgens取得了尤為令人矚目的成果，在物理化學、材料科學、生物學和醫(yī)學等諸多領域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力�；诖�，唐本忠院士香港科技大學和浙江大學團隊，從不同刺激響應類型，如力、光、極性、溫度、電、離子和pH，系統(tǒng)總結(jié)了刺激響應型AIEgens在設計原理和應用上的最新研究成果（圖1），為設計和構(gòu)筑新一代刺激響應材料提供指導方針。該綜述發(fā)表在Adv. Mater.2021, 2008071上，香港科技大學唐本忠院士（現(xiàn)為香港中文大學（深圳）理工學院院長）和浙江大學張浩可副研究員為該綜述的共同通訊作者，香港科技大學的張靜博士（現(xiàn)為南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院教授）和何本釗博士（現(xiàn)為北京師范大學副研究員）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. 具有不同刺激響應性的聚集誘導發(fā)光材料示意圖。

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

  然而，在這一系列仿生學研究中，分子聚集體功能的精確控制是其中的巨大挑戰(zhàn)之一，因為智能材料的最終應用在極大程度上取決于分子聚集體的響應性能。對于單個分子，通過合理的分子化學結(jié)構(gòu)調(diào)控，很容易實現(xiàn)各種類型的響應行為。但是，對于分子聚集體，除了控制單分子化學結(jié)構(gòu)之外，還必須考慮高級結(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。

  分子或聚集體對某一特定外部刺激的反應，本質(zhì)上是通過分子運動來實現(xiàn)的，并會產(chǎn)生一定的信號對刺激進行反饋。在所有響應信號中，光信號具有靈敏度高、響應速度快、空間分辨率高、實時可視化等獨特優(yōu)勢，是檢測分子運動的理想工具之一，所以近年來新型發(fā)光智能材料的開發(fā)引起了相關領域?qū)W者的廣泛興趣。相較于傳統(tǒng)的聚集導致熒光猝滅分子，聚集誘導發(fā)光效應在聚集體的研究中更具有優(yōu)勢，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，對刺激響應型AIEgen進行了系統(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行具體闡述。

  1. 在研究較多的具有機械力響應的AIE材料部分，作者重點總結(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. 在光響應的AIE材料部分，作者就發(fā)展光響應材料的三種經(jīng)典途徑，即“光二聚”、“光環(huán)化”和“光異構(gòu)化”進行了系統(tǒng)總結(jié)；

  3. 在極性響應的AIE材料部分，作者就極性影響下經(jīng)典的TICT/AIE及TICT/SOPE拮抗過程的相關機理進行了進一步闡釋，并就極性響應的AIEgens在生物可視化方面的應用進行了重點總結(jié)；

  4. 在溫度響應的AIE材料部分，作者就基于溫度響應的AIEgens高分子關鍵性參數(shù)測定、溶劑極性可視化、細胞溫度環(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)變可視化應用方面進行了系統(tǒng)總結(jié)；

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

  6. 在離子響應的AIE材料部分，作者根據(jù)絡合機理的不同，即“分子內(nèi)運動受限（RIM）”、“暗態(tài)跨建能量轉(zhuǎn)移（DTBET）”及“F?rster共振能量轉(zhuǎn)移（FRET）”針對各類陽離子和陰離子響應的AIEgens的應用進行了概述；

  7. 針對pH響應的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用進行了重點總結(jié)。

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

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