主图1.png
当前位置: 首页 > 正道人物

唐本忠:独辟蹊径 打破光材料“阿喀琉斯之踵”

日期:2018年01月10日 17:49   来源:央视网   作者:

 

  央视网消息:不怕摔、显示屏可随意弯曲;敏锐跟踪,让癌细胞无处遁形……“聚集诱导发光(AIE)”材料,可大大加速这些神奇功能变为现实的过程。

  17年前,中科院院士、香港科技大学讲座教授唐本忠团队在国际上率先提出“聚集诱导发光(AIE)”——这项中国人改写光物理课本的发现,开辟了具有原创性和国际引领性的基础科学研究全新领域。这一成果获得2017年度国家自然科学奖一等奖。

  日常生活中,发光材料应用非常广泛。比如,以荧光粉为代表的发光材料,是目前照明和显示技术的核心材料。纸币及证件等采用的印刷防伪技术,采用的则是特殊油墨在紫外光照射下发出荧光的特性。

  近年来,随着人们对发光标记材料探索的深入,它的应用已进入高灵敏生物检测、成像和诊疗等领域。唐本忠说,荧光成像技术因其高灵敏、无损、生物相容性好、成本低廉等优点,越来越多地被用于癌症早期诊断中。

  制备发光性能优异的先进材料,一直是科学家的追求目标。然而,很多发光材料只有在溶液中才有较高的发光效率。早在20世纪中叶,德国科学家就发现,发光分子在稀溶液中可高效发光,但在浓溶液中或聚集态下,发光能力大大减弱甚至消失,这就是传统的“聚集猝灭发光ACQ”现象。

  “聚集猝灭发光”现象就像有机发光材料的“阿喀琉斯之踵”,科学家一直试图寻找克服它的方法。

  2001年,唐本忠和他的学生在实验中,意外发现了一种与“聚集猝灭发光”截然相反的现象,即一类有机分子在溶液中不发光,而聚集后发光显著增强。唐本忠敏锐地意识到其中可能包含着独特的意义,经过仔细研究和多次实验,他创造性地提出了“聚集诱导发光”概念,英文简称“AIE”。

  越是聚集、越能发光,变身后的分子“性情大变”。举一个形象的例子,传统的ACQ分子像一群骁勇战将,可集合在一起反而会互相掣肘,无法展现1+1=2的力量;而AIE材料则像多组列兵方阵,越是靠近就越是声势浩大。

  “有时候,做研究需要跳出现有的思维框框,如果你观察到与既有经验不一样的现象,第一反应不应该是回避,而应该非常兴奋地去追根溯源。”唐本忠说。

  “聚集诱导发光(AIE)”是我国科学家率先提出的原创性概念,开辟了发光材料的新领域。目前,全世界已经有80多个国家和地区超过1500个研究单位的科学家进入该领域,近两年每年新增的SCI级的相关论文数均超过1000篇。

  基于在“聚集诱导发光(AIE)”领域的研究成果,2014—2017年,唐本忠连续入选汤森路透材料和化学双领域全球高被引科学家。同时,荣列汤森路透“全球最具影响力的科研精英”榜。

 

  “原创的科研就像刨一口井,越往下发现的泉眼越多。如果只是跟踪而无超越,思路早晚会枯竭”。唐本忠说。目前,唐本忠团队制备了一系列高性能的“聚集诱导发光”材料,并与不同领域科研人员合作,推进这类材料在光电、传感、生物、医疗等诸多领域的应用。

  在医学、工业和环境领域,需要监测各种物质的含量。如,工业生产中某种离子和废气的浓度控制,空气质量监测等。AIE材料对某些化学物质有很强的特异性识别,例如,在稀溶液中无荧光的某种AIE化合物只会与某种特定离子作用,从而聚集并“点亮”,成为一种有效的检测方法。

  此外,由于AIE分子对外界环境条件变化敏感,如压力、温度、pH值等的变化都会通过影响聚集程度而对发光带来影响。如此,可以利用AIE化合物检测环境,比如,河水pH值、污染物成分和浓度等的变化。

  目前,用于追踪细胞的商业化荧光探针不仅成本居高不下,而大量使用时,还会出现ACQ现象。微量使用虽然可以防止荧光猝灭,但在多次光学扫描后容易出现光漂白现象,从而导致荧光信号消失,难以满足细胞器或活体体内的监测和成像需要。

  唐本忠介绍,AIE材料拥有制备成本低、用量灵活度大、光稳定性高等优势,日后有望成为人们观测微观世界的有力工具。

  曾有人问唐本忠,做出好研究的秘诀,他的回答是:热爱你的工作!做到这点,你就成功了一半。

  “很随和、非常有感染力,但做起研究来又非常严谨,对我们的要求非常高。”这是唐本忠团队成员、华南理工大学教授秦安军对老师的评价。

  目前,唐本忠正通过他在香港科技大学、华南理工大学、浙江大学等高校的课题组推进“聚集诱导发光”材料的学术研究和产业应用。在他看来,概念创新是科学追求的圣杯,为鼓励原创发现,必须鼓励挑战精神和培育创新文化。我们不应该被教科书上的知识禁锢,不必畏惧任何权威。因为科学追求的最高境界是颠覆“常识”,通过概念突破而开辟新领域、创造新知识。

【责任编辑:暖之】

辽宁反邪教

正道说

凯风网
中国反邪教网
反邪教资源库
东北新闻网
莫邪网
钱江潮
北疆风韵
京都之声
翼风网
蜀风网
海河网
山东反邪教
赣韵网
粤正风清网
丝路清风
云南风
汾河网
魅力成都网
晨风网
大美黑龙江
福建海丝网
海尚网
江淮家园
凯风河南网
九凤网
洞庭云帆网
桂风网
正风网
最美山城
黔风网
新陕网
飞天阳光网
青海凯风网
塞上清风
塞北风
亮剑网
司南网
湛露
岳麓红枫
华锐网
楚凤清音
晋风网
昆仑剑
雁塔晨钟
椰风网
新疆反邪教网
巴渝风
青岛正气网
泰山正气网
华亭风
启正网
反邪在线
天鉴网
邪教受害者之家
丹顶鹤之声
人本网
郑道

关于我们 | 编辑信箱

辽ICP备17005641号
京公网安备11010802014559号