图1.3 AIE现象的宏观解释

六苯基噻咯(HPS)是自AIE现象发现以来第一批噻咯衍生物。HPS可以被视为一种原型AIE发光体。结构检测显示,不像传统的荧光材料如盘状平面状的二萘嵌苯,HPS却是螺旋状的非平面分子(图1.3)。正是这种分子结构差异引起的不同发光行为。在HPS的聚集态中，由于分子内芳基的“浆翼”的旋转受到了很大的物理约束，HPS分子不会进行π-π堆积。这一分子内旋转的限制（RIR）阻碍了无辐射通道并打开了辐射通道。因此,HPS分子在聚集态中成了有放射性。根据唐本忠教授课题组提出的机制、RIR过程与AIE效应的关联。唐本忠教授课题组已经进行了一些控制实验(降低温度,增加粘度,施加压力,等等)从外部激活RIR过程。他们还在分子层面上通过共价键束缚住芳基转子去阻碍分子内旋转以产生RIR过程。在内部与外部的控制下，激活发光体变得有放射性，从而提供了实验证据以支持他们对机理的假设。

1.1.3噻咯类荧光化合物

 图1.4 衍生物结构

2005年,唐本忠教授课题组[1-2]设计合成了一系列分子模型,他们在噻咯（图1.4化合物1）的2,3,4,5位的苯环上引入了异丙基,合成了三种空间位阻极大的噻咯衍生物(图1.4化合物2,3,4),实现了对分子内部苯环转动的抑制（RIR）。实验发现当3、4位苯环转动受到抑制时,荧光效能极大增强,正确验证了 AIE的机理。他们将这些材料应用于OLED器件中,生产出的器件性能优异,展现了这类材料良好的发展前景。

图1.5 新型荧光化合物

2012年,Mei[3-4]等合成了化合物5和6 (图1.5),并且将其应用在以5为发光层制造的多层发光器件,获得了及其良好的性能),又因为其拥有非常高的电子迁移率，因此也可以作为电子传输材料。虽然由化合物6制作的发光器件性能较差,但是他们发现将其研磨后,其在固态下的发光会从黄色变成红色,并在150摄氏度下加热30 秒后又重新变回黄色,而且这种颜色上的变化能够通过研磨加热进行可循环的颜色变化,表明此化合物的颜色变化过程是可记忆的（图1.6）。

 图1.6 (A)化合物6在紫外下晶体与粉末的图片       (B)研磨-加热之间颜色变化循环的曲

                                             线[黄色(Y)-红色(R) ] 

Dong等[5-7]合成了化合物7，在四氢呋喃与水的混合溶液中得到的纳米颗粒作为荧光探针来探测爆炸物,并发现其拥有很高的灵敏度(图1.7)。并且,此化合物还能够作为pH探针在pH=5.4附近响应灵敏。

 图1.7 新型荧光化合物

2011年,Zhao等[8-9]合成化合物9-11 (图1.8)。通过研究显示,这三种化合物都拥有AIE现象,并且能够进行自组装,还都拥有非常高的电子迁移率。

 新型荧光化合物

不仅小分子噻咯类化合物拥有AIE现象,一些含噻咯的大分子聚合物一样也拥有AIE现象,也具有一定的实际应用价值。 2008年,Trogler等[10-11]合成了聚合物12和13 (图1.9)。研究显示,这两种化合物在爆物检测上拥有极其良好的应用前景。PENT对化合物13的焚光完全洋灭浓度约为0.005%，RDX对化合物12的焚光完全淬灭浓度约为0.0056%,，TNT对化合物12的荧光完全淬灭浓度约为0.0035%,对化合物13的荧光完全淳灭浓度约为0.04%,。

图1.9聚噻咯化合物

1.1.4 噻咯衍生物类有机场效应晶体管材料研究进展

 William Shockley在1947年首次对晶体管进行了报道[12]。从此以后，无机材料基电介质薄膜晶体管占领了电子工业界的主流地位。但是，晶体硅技术等无机材料基产品需要真空沉积、采用光刻等技术生产，必须在超净化的空间内通过高温制备，其工艺十分复杂，技术要求也十分苛刻，成本非常高。1986年，一种新型的电压控制器件：有机场效应晶体管(organic field-effect transistor, OFETs)随着需求的发展出现了。对比于原来的无机材料基材料，有机场效应晶体管价格非常低廉，制备条件简单，与此同时加工性也十分良好。[13-14]