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  自組裝是自然界和人體內(nèi)廣泛存在的一種現(xiàn)象，是指在沒有人為干預(yù)的情況下，基本結(jié)構(gòu)單元在非共價(jià)鍵相互作用下自發(fā)的組織或聚集為一個(gè)穩(wěn)定、具有一定規(guī)則幾何外觀結(jié)構(gòu)的過程。自組裝研究最早可以追溯到100多年前，其中關(guān)于自組裝與分子機(jī)器的研究分別獲得1987年和2016年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。將傳統(tǒng)的自組裝研究與AIE相結(jié)合，賦予了傳統(tǒng)的自組裝材料聚集態(tài)光致發(fā)光特性，這有利進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和檢測。這篇綜述主要總結(jié)了唐本忠院士團(tuán)隊(duì)近來在AIE單分子組裝，AIE主客體組裝以及它們?cè)趫A偏振熒光、光捕獲平臺(tái)和可視化動(dòng)態(tài)自組裝過程的應(yīng)用。

  2001年香港科技大學(xué)唐本忠院士課題組發(fā)現(xiàn)一類螺旋槳型熒光分子在溶解狀態(tài)幾乎沒有熒光，而在聚集態(tài)可以發(fā)出很強(qiáng)的熒光，這與傳統(tǒng)的熒光染料分子發(fā)光現(xiàn)象截然相反, 他們把這一現(xiàn)象稱為聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）。目前，AIE現(xiàn)象已經(jīng)得到國內(nèi)外科學(xué)家的廣泛認(rèn)可，取得了一系列重要的研究成果，將AIE分子與傳統(tǒng)的自組裝研究相結(jié)合產(chǎn)生了許多新型的自組裝材料，解決了傳統(tǒng)組裝體沒有信號(hào)基團(tuán)的問題，對(duì)材料組裝與解組、識(shí)別與傳感，儲(chǔ)存和釋放過程可以進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和監(jiān)測，極大地拓展了自組裝材料的應(yīng)用范圍。

AIE分子可視化動(dòng)態(tài)自組裝

  一般而言自組裝過程可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，目前為止，科學(xué)家將主要精力放在研究靜態(tài)自組裝，而對(duì)動(dòng)態(tài)自組裝的研究相對(duì)較少，這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)研究過程需要更為復(fù)雜的儀器設(shè)備。在靜態(tài)自組裝過程中形成的高度有序的納米結(jié)構(gòu)是比較穩(wěn)定的。而動(dòng)態(tài)自組裝是處于一種亞穩(wěn)態(tài)，這種納米結(jié)構(gòu)通常不能保持很久，通過釋放能量，它們將返回到靜態(tài)組裝體。到目前為止，實(shí)時(shí)觀測動(dòng)態(tài)自組裝過程依然是一個(gè)極大挑戰(zhàn)，但是，利用AIE分子聚集態(tài)光致發(fā)光性能可以很好的解決這一問題，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)觀測動(dòng)態(tài)分子組裝過程。

圖1. 分子1實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測分子界面自組裝過程

AIE分子主客體自組裝

  主客體相互作用使自組裝研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要方向，通過調(diào)節(jié)各種非共價(jià)鍵作用可以精確調(diào)控超分子的自組裝行為。例如唐本忠院士團(tuán)隊(duì)基于四苯基吡嗪（TPP）分子設(shè)計(jì)合成了一種新型的兩親性有機(jī)籠狀化合物，通過疏水作用包裹聚集誘導(dǎo)淬滅（ACQ）的客體分子吡咯并吡咯烷酮（DPP）獲得了一種白光發(fā)射的超分子材料。

圖2. 四苯基吡嗪分子籠與客體分子相互作用

  近期，該綜述論文發(fā)表在《Coordination Chemistry Reviews》上，文章第一作者為寶雞文理學(xué)院AIE研究中心馮海濤副教授，共同作者林榮業(yè)教授，通訊作者為唐本忠院士。該論文受到國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973），國家自然科學(xué)基金，香港AoE、RGC基金，陜西省科技廳自然科學(xué)基金以及陜西省高�？茀f(xié)青年人才托舉計(jì)劃等項(xiàng)目資助。

  原文信息：Hai-Tao Feng, Jacky W. Y. Lam and Ben Zhong Tang*. Self-assembly of AIEgens. Coord. Chem. Rev. 2020, 406, 213142.

  文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S001085451930637X?via%3Dihub