中科院院士唐本忠获广东省科技突出贡献奖 聚集诱导发光技术破解传统材料难题

长期以来,发光材料广泛服务于显示、照明、检测等产业,但一个“老问题”制约其性能发挥:不少传统发光分子在稀溶液中亮度较高,一旦浓度升高或进入固态薄膜,分子聚集导致发光显著衰减甚至消失,即“聚集淬灭”。

这意味着材料在实验条件下看似性能优异,走向器件与应用场景时却可能“失灵”,成为从实验室迈向工程化的关键阻碍。

这一难题的破解,源自对反常现象的持续追问。

2001年,我国科研团队在实验中发现,某些分子在分散状态下几乎不发光,反而在聚集后出现强烈发光,与传统规律相反。

由此提出“聚集诱导发光”概念,并逐步阐明其机理:在分散状态下,分子内部运动较为自由,激发能量容易通过非辐射途径耗散;而当分子聚集、运动被限制,能量更倾向以光的形式释放,从而呈现“越聚越亮”的特征。

该发现不仅补全了发光科学图谱,更以全新路径为固态发光材料开辟空间,推动形成覆盖化学、材料、生物医学与信息器件等多学科交叉的研究体系。

从原因上看,AIE研究的突破具有鲜明的创新方法论意义。

一方面,它来自对基础科学问题的坚持——对“看不到用途”的现象愿意投入时间与资源,敢闯科研“无人区”;另一方面,它也折射出创新生态的关键环节:既要有尊重经典的扎实训练,更要有敢于质疑、善于验证的科研习惯。

相关专家指出,创新不仅是对既有技术的渐进改良,更是对新机制、新概念的开拓;而原始创新常常诞生于对非典型结果的敏感与不放过。

在影响层面,AIE的价值正从学术热点走向应用高地。

与需要复杂手段去“抑制聚集”的传统材料不同,AIE材料在固态与高浓度条件下更易发挥优势,为有机发光二极管、传感器、成像探针等提供新的设计空间。

以检测与成像为例,发光信号本质上是一种高对比度的信息载体,可将原本不可见的过程转化为可读信号。

在肿瘤细胞追踪成像、微生物检测、农药残留快速筛查、荧光防伪等场景中,AIE材料因具备聚集后信号增强的特性,有望提升复杂环境下的稳定性与灵敏度,降低误判风险,推动检测从“可做”向“更准、更快、更便捷”升级。

更值得关注的是,AIE材料体系的成长,为我国新材料领域破解“卡脖子”问题提供了可借鉴路径。

关键材料往往牵一发而动全身,既涉及合成路线、规模制备与质量控制,也涉及应用端验证、标准体系与产业链协同。

唐本忠表示,未来将更侧重依托自主知识产权的AIE材料体系,面向关键原材料与核心技术开展攻关,推动从实验室成果到产品与装备的连续转化。

业内人士认为,在全球科技竞争加速背景下,强化原创体系的可控供应与可持续迭代能力,已成为提升产业安全和竞争力的重要抓手。

面向对策层面,推动AIE及相关新材料领域高质量发展,需要在“基础—应用—产业”链条上形成更紧密的协同机制:其一,稳定支持面向机理与方法的基础研究,容许探索性研究的时间窗口与试错空间,让“从0到1”的突破更可持续;其二,完善从材料筛选、性能评价到中试放大的共性平台,提升成果转化效率,减少科研与工程之间的“断点”;其三,强化知识产权布局与标准化建设,推动材料、器件与检测方法形成可复制、可推广的产业方案;其四,优化人才培养导向,在夯实基础的同时鼓励跨学科训练与批判性思维,形成敢于提出新问题、善于解决真问题的创新队伍。

从前景看,随着生命健康、公共安全、绿色发展与新型显示等需求持续增长,发光材料的应用边界仍在扩展。

AIE作为一种可在固态条件下高效发光的机制,有望在高性能显示与照明、精准诊疗与实时监测、智慧农业与食品安全监管、信息防伪与安全标识等方面打开更多空间。

业内判断,未来竞争焦点将不仅是单一材料亮度指标,更在于“体系化能力”——从可设计的分子库、可规模化的制备工艺,到可验证的应用场景与可靠性标准,谁能构建完整闭环,谁就更可能在新一轮材料变革中占得先机。

从实验室的意外发现到改变产业格局的颠覆性技术,AIE材料的发展历程印证了基础研究的战略价值。

在建设科技强国的征程上,既需要瞄准"卡脖子"难题的攻坚毅力,更要有开拓认知边疆的学术胆识。

正如唐本忠院士所言,真正的创新往往诞生于对常识的质疑与超越,当更多科学家勇闯科研"无人区",中国原创的科技火花必将照亮人类文明的新大陆。