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專家視野

唐本忠:發(fā)展先進(jìn)功能性材料也是“硬道理”

發(fā)表日期:2017-03-29來源:中國(guó)科學(xué)報(bào) 唐鳳放大 縮小

  “發(fā)光材料的研發(fā)十分重要。世界充滿光,可以說人類最早的科學(xué)研究是從光開始的。高效發(fā)光材料不僅節(jié)省能源,還能應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,可以說有無(wú)限的可能性?!苯?,在北京理工大學(xué)和德國(guó)Wiley出版社聯(lián)合舉辦的“??l(fā)布會(huì)暨AIE發(fā)展前沿學(xué)術(shù)研討會(huì)”上,記者見到了“AIE材料之父”、香港科技大學(xué)教授、中科院院士唐本忠。

  多年來,科學(xué)家一直在試圖解決熒光材料研究中的一個(gè)棘手問題:熒光分子在聚集狀態(tài)下熒光猝滅。分子在聚集狀態(tài)下,發(fā)光能力減弱甚至完全消失。熒光猝滅讓許多有潛力的分子被實(shí)際應(yīng)用拒之門外。

  無(wú)意間,唐本忠團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一類有機(jī)分子只在聚集狀態(tài)下才發(fā)光。這些分子呈非平面螺旋槳或風(fēng)車形狀,當(dāng)堆積在一起時(shí),其分子內(nèi)運(yùn)動(dòng)受阻,因此不能以分子運(yùn)動(dòng)形式耗散能量,只能以光的形式釋放能量。這種現(xiàn)象被唐本忠稱之為聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)。

  AIE在發(fā)光材料領(lǐng)域開辟了一片廣闊的新疆土,一系列先進(jìn)功能材料接踵而至。唐本忠表示,新材料廣泛適用于光電器件、環(huán)境監(jiān)測(cè)、生物醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域。例如,水溶性AIE材料本身在水中不發(fā)光,但只要碰上能與其結(jié)合的被檢測(cè)分子,綁定了追蹤成分的AIE材料就會(huì)立刻發(fā)光。因此該材料能在污染物檢測(cè)、生物“探針”等領(lǐng)域“大顯身手”。

  “十分簡(jiǎn)單但高效,而且即時(shí)便能有可視化結(jié)果。”唐本忠說,AIE材料正是先進(jìn)功能性材料的一個(gè)縮影,這些材料有“化腐朽為神奇”的魔力,能將科幻故事中的場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)在日常生活中?!翱梢灶A(yù)見有一天,我們也可以把手機(jī)卷起來塞進(jìn)口袋,手機(jī)屏幕再也不怕摔了?!彼Φ?。 唐本忠表示,目前,我國(guó)材料科學(xué)發(fā)展勢(shì)頭良好,在基礎(chǔ)研究方面已經(jīng)名列世界前茅,產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步發(fā)展壯大,技術(shù)水平也得到大幅提升。但仍存在一些問題,例如,部分關(guān)鍵材料依賴進(jìn)口;有些材料仍然停留在實(shí)驗(yàn)室里,尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

  唐本忠提到,我國(guó)應(yīng)當(dāng)關(guān)注先進(jìn)功能材料的發(fā)展,“我國(guó)已經(jīng)能把很多通用材料做到‘極致’,但高端材料仍需進(jìn)口。因此,應(yīng)當(dāng)努力發(fā)展高精尖材料,以應(yīng)對(duì)日新月異的全球變化和社會(huì)需求”。

  而對(duì)于如何讓新材料走出實(shí)驗(yàn)室,唐本忠感受頗深,“我是一個(gè)學(xué)者,所以覺得基礎(chǔ)研究相對(duì)容易,而讓成果走向市場(chǎng)相對(duì)困難,這個(gè)過程會(huì)遇到很多挑戰(zhàn)”。目前,他創(chuàng)建的公司正穩(wěn)步發(fā)展,生產(chǎn)的AIE材料在海外能以每克十幾萬(wàn)元人民幣的價(jià)格銷售?!凹饶茉旄I鐣?huì),也能回饋個(gè)人,成果轉(zhuǎn)化得好,就是雙贏?!?/p>

  “國(guó)家一直強(qiáng)調(diào)和重視新材料的產(chǎn)業(yè)化問題,取得了不少成果,但應(yīng)循序漸進(jìn),我國(guó)材料學(xué)的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化都需要一個(gè)過程?!碧票局艺f。也許就像美國(guó)馬里蘭大學(xué)熒光研究所主任Chris Geddes在AIE材料發(fā)展之初所說的,“在不勝枚舉的熒光技術(shù)中,AIE技術(shù)能否脫穎而出從書架走上貨架,只有時(shí)間能給出答案”。

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