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發(fā)展先進功能性材料也是“硬道理”
發(fā)布時間:2019/10/29 10:13:01 瀏覽次數(shù):931
“發(fā)光材料的研發(fā)十分重要。世界充滿光,可以說人類最早的科學研究是從光開始的。高效發(fā)光材料不僅節(jié)省能源,還能應用于各個領域,可以說有無限的可能性。”近日,在北京理工大學和德國Wiley出版社聯(lián)合舉辦的“??l(fā)布會暨AIE發(fā)展前沿學術研討會”上,記者見到了“AIE材料之父”、香港科技大學教授、中科院院士唐本忠。
多年來,科學家一直在試圖解決熒光材料研究中的一個棘手問題:熒光分子在聚集狀態(tài)下熒光猝滅。分子在聚集狀態(tài)下,發(fā)光能力減弱甚至完全消失。熒光猝滅讓許多有潛力的分子被實際應用拒之門外。
無意間,香港科技大學唐本忠教授團隊發(fā)現(xiàn)了一類有機分子只在聚集狀態(tài)下才發(fā)光。這些分子呈非平面螺旋槳或風車形狀,當堆積在一起時,其分子內運動受阻,因此不能以分子運動形式耗散能量,只能以光的形式釋放能量。這種現(xiàn)象被唐本忠稱之為聚集誘導發(fā)光(AIE)。
AIE在發(fā)光材料領域開辟了一片廣闊的新疆土,一系列先進功能材料接踵而至。唐本忠表示,新材料廣泛適用于光電器件、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)藥等各個領域。例如,水溶性AIE材料本身在水中不發(fā)光,但只要碰上能與其結合的被檢測分子,綁定了追蹤成分的AIE材料就會立刻發(fā)光。因此該材料能在污染物檢測、生物“探針”等領域“大顯身手”。
“十分簡單但高效,而且即時便能有可視化結果?!碧票局艺f,AIE材料正是先進功能性材料的一個縮影,這些材料有“化腐朽為神奇”的魔力,能將科幻故事中的場景實現(xiàn)在日常生活中。“可以預見有一天,我們也可以把手機卷起來塞進口袋,手機屏幕再也不怕摔了?!彼Φ馈?br />
目前,我國材料科學發(fā)展勢頭良好,唐本忠表示,在基礎研究方面已經(jīng)名列世界前茅,產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步發(fā)展壯大,技術水平也得到大幅提升。但仍存在一些問題,例如,部分關鍵材料依賴進口;有些材料仍然停留在實驗室里,尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
我國應當關注先進功能材料的發(fā)展,唐本忠提到,“我國已經(jīng)能把很多通用材料做到‘極致’,但高端材料仍需進口。因此,應當努力發(fā)展高精尖材料,以應對日新月異的全球變化和社會需求?!?br />
而對于如何讓新材料走出實驗室,唐本忠感受頗深,“我是一個學者,所以覺得基礎研究相對容易,而讓成果走向市場相對困難,這個過程會遇到很多挑戰(zhàn)。”目前,他創(chuàng)建的公司正穩(wěn)步發(fā)展,生產(chǎn)的AIE材料在海外能以每克十幾萬元人民幣的價格銷售?!凹饶茉旄I鐣?,也能回饋個人,成果轉化得好就是雙贏?!?br />
“國家一直強調和重視新材料的產(chǎn)業(yè)化問題,取得了不少成果,但應循序漸進,我國材料學的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化都需要一個過程?!碧票局艺f。也許就像美國馬里蘭大學熒光研究所主任Chris Geddes在AIE材料發(fā)展之初所說的,“在不勝枚舉的熒光技術中,AIE技術能否脫穎而出從書架走上貨架,只有時間能給出答案”。