四苯基乙烯的共轭高分子的合成及应用(2)

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参考文献 16

致谢 17

附录 18

1.引言

2001年，唐本忠课题组研究发现了聚集诱导发光效应（aggregation-induced emission，AIE），即一系列在稀溶液中不产生任何荧光的物质，在聚集态或者固态薄膜中却有优异的荧光特性。这种现象与传统聚集荧光猝灭（aggregation-caused quenching，ACQ）截然不同，为研究新型光电材料、荧光探针和生物检测等方面提供了新的研究思路。一般来说，聚集会导致发光体产生两种不同影响：聚集荧光猝灭（ACQ）和聚集诱导发光（AIE）。[1]根据分子结构和分子间堆积，ACQ和AIE效应会在大多数发光中产生竞争。ACQ的作用是发光材料发展的一大障碍，限制了材料的应用范围。大量的工作者一直致力于减轻这效应的有害影响。另一方面，AIE的发现在发光方面带来了福音。

发光材料是一个具有巨大基础和技术影响并代表了一个快速发展的领域，AIE效应吸引了科研和工业兴趣。发光材料的聚集态发光研究具有重要的基础意义。它们的许多潜在的应用同样重要，如荧光化学/生物传感器，[2]生物成像，[3]有机发光二极管（OLED），[4]以及光电器件[5]等。四苯基乙烯（TPE）是一个具有AIE特性的典型分子，其结构简单且易功能化，将其作为聚合单体，合成的大分子可以广泛地应用于光电材料、化学传感器和影像检测等。

1.1 AIE工作机理

AIE现象潜在机理的探究对于光物理的基础知识有着极其重要的意义。自从2001年出现AIE概念后，研究人员已经做出了多个假设，包括构象平坦化，J-聚集形成，E/Z异构化，扭曲分子内电荷转移（TICT）和激发态分子内电荷转移（ESIPT）等，但是这些并没有得到实验数据的支撑。Mei等[6]通过机理的研究，并绘制了AIE过程的清晰画面，提出了造成AIE效应的二个主要假设，分别是分子内旋转限制（Restriction of Intramolecular Rotations，RIR）和分子内振动限制（Restriction of Intramolecular Vibrations，RIV）。源^自·优尔|文\论]文'网[www.youerw.com

1.1.1分子内旋转限制（RIR）

RIR机理是在研究六苯基硅烷（hexaphenylsilole，HPS）中提出的。[7]HPS的结构是噻咯通过单键连接六个苯基，这使得该分子环构象灵活。HPS分子采用了螺旋桨状构象，外围苯环和中央硅杂环戊二烯或噻咯平面之间的存在大扭转角（图1.1A）。由于其相邻苯基之间的空间排斥造成的高度扭曲构象导致这不可能是一个致密的面面堆积结构，其结果是，固体HPS分子实际上不存在π−π堆积的相互作用（图1.1B）。在相邻的HPS分子之间存在大量分子间的C-H……π相互作用。这些非共价相互作用有助于固定AIE分子，稳定晶体的堆积，并限制其苯环的旋转运动。