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  水占據地球71%的表面，是生命的起源。自然界無時無刻都在用水做原料合成各種復雜的化合物。基于水的化學物通常具有非芳香性和非共軛的結構，其光學性能很少被注意到。近年來，許多課題組發現一些非芳香性和非共軛的小分子和聚合物可以發出明亮的可見光，這種非傳統的發光現象被定義為“簇發光 (clusteroluminescence)”。目前，很多簇發光還局限在藍光區域，發光效率不高，并且不明確的構效關系導致機理研究和性能調控還是很大的挑戰。

圖 1 用水和活化炔構筑非芳香性簇發光分子

圖 2 簇發光的同位素效應

  隨后，作者采用重氧水和重水作為反應原料，得到了重氧和氘取代的四種化合物，首次研究了同位素效應對簇發光的影響（圖2）。不同于傳統發光分子的同位素效應，重氧和氘取代的簇發光分子空間相互作用發生明顯變化，導致了發光波長和效率的雙重改變。作者還用羰基活化炔取代酯基活化炔，進一步調控分子間空間相互作用，得到了發光更紅更亮的簇發光分子。

圖4 界面聚合誘導發光增強

圖5 蒸汽響應驅動器

  總之，該工作發展了一種直接用水制備簇發光材料的新方法，建立了清晰的從小分子到聚合物簇發光的構效關系，并原位制備得到Janus膜用于蒸汽響應的驅動器。相關結果近期發表在Nature Communications上。第一作者為宋波博士和張鑒予博士。感謝共同作者周家東博士在單晶測試和解析方面的幫助。