1. 研究目的与意义
很多荧光材料只有在溶液中才能比较好地发光，一旦聚集或成为固态，荧光就会消失。这种现象称为“聚集导致荧光猝灭”（Aggregation-Caused Quenching，ACQ），给荧光材料的应用带来了困扰。2001，我国科学家唐本忠院士的团队发现了一类新材料，具有与ACQ相反的性质，即在聚集状态下发出的荧光反而更强，称为“聚集诱导发光”(Aggregation-Induced Emission，AIE)。《Nature》杂志《The nanolight revolution is coming》一文中提到四种可以带来纳米光革命的研究方向——量子点、半导体聚合物量子点(P点)、聚集诱导发光(AIE)和含镧系元素的纳米点。最好的AIE点可以比量子点亮40倍，利用AIE，受限空间中的高密度产生高亮度。这对于组织的可视化或癌细胞的长期跟踪等应用特别有用，这些应用每次将每个细胞中的纳米颗粒数量减半。本课题研究聚集态下新型AIE材料分子基态(S0)及激发态性质；基于电子结构计算及振动分析，利用振动关联函数等方法，计算新型AIE材料分子的衰减速率。通过与溶剂下新型AIE材料分子发光性质的比较及对分子间弱相互作用的分析，揭示了聚集诱导发光增强、淬灭的发光机制以及聚集态下异构效应对新型AIE材料分子发光性质的影响，以及研究新型AIE材料各种应用等。
2. 课题关键问题和重难点
拟解决的关键问题：
如何设计出具有符合的基态及激发态性质、减少衰减速率、增强所需发光性质新型AIE分子的材料？
如有条件如何制备出了设计的新型AIE材料分子发光体？
3. 国内外研究现状（文献综述）
由于有机发光材料在化学传感、生物探针、光电子器件和显示中的广泛应用，人们对在固态或聚集状态下能高效发射的荧光团提出更高要求。此前，荧光淬灭（ACQ）现象的出现严重限制了有机发光材料的设计和实际应用，而唐本忠课题组在2001年报道了在光物理性质上与ACQ完全相反的聚集诱导发射（AIE），它的出现有效地解决了这一难题，起到了建设性的作用。AIE活性荧光团在低浓度下通常是非发射的，在凝聚态下会发出明亮的荧光，由于其合成简单、易改性等优点，已被广泛应用于制备发光材料。AIE已成为一个由我国科学家开创并引领的热点研究领域，并且在化学化工科技、生物检测和医学治疗等方面已取得了长足发展。能自由旋转且具有类螺旋桨形状的四苯乙烯是较为经典的AIE荧光分子，科研人员将其进行合理设计和改造，各种基于四苯乙烯的荧光衍生物被相继报道。AIE现象发现至今，已报道了多类具有AIE效应的活性核，例如四苯基乙烯（TPE）、硅酸盐、芘、四芳基苯、磷吲哚氧化物、噻吩并噻吩Ｓ、Ｓ#8259;二氧化物（TTDO）等，它们的出现有效地解决了ACQ疑难，并且拓展了AIE发光体系。人们普遍认为，分子内运动（RIM）的限制（包括旋转和振动）是产生AIE效应的主要原因，根据这一原理，已开发出大量AIE化合物其发射波长可以覆盖整个紫外#8259;可见光波段，目前已经延伸到近红外NIR区域。此外，AIE分子可以完成有机溶剂中痕量水的检测，溶剂中水含量的控制在药物合成、食品加工、生物制药等实际应用中有重要意义。
近年来，AIE分子不断地融入到大分子中，丰富了聚合物的功能性，为聚合物的应用领域提供了巨大的研究前景。处于聚集态或固态的高效发光材料在电学、光学、生物科学等领域的潜在应用是当前的一个研究热点。科研工作者制备了大量的发光材料。它们在溶液态有强荧光，而在聚集态荧光 强度变得微弱或无荧光。这种聚集浓度淬灭(ACQ)效应限制了传统发光体的高技术应用，例如应用于电致发光(EL)和光致发光(FL)器件。传统的ACQ发光体有三苯胺(TPA)、芘、蒽、咔唑、芴、萘、荧光素等。许多物理和化学方法用来减少聚集态的形成，但是都没有成功，例如使用树枝状分子作为增溶基团。直到2001年，唐本忠课题组发现具有螺旋桨型结构的1一甲基一1，2，3，4，5一五苯基硅杂环戊二烯具有聚集诱导发光(AIE)效应 。此发光体在溶液态无荧光，而聚集态发出强荧光。随着研究的深入，该课题组认为分子内旋转受限(RIR)是AIE现象产生的重要原因 。调节分子的构象稳定性也可以改善其发光行为。共价键能够使分子构象变得稳定，阻碍分子内旋转，以增强分子的发光强度。
此外，分子构象不仅受分子内旋转的影响，而且受分子间相互作用的影响。增加粘度、降低温度、升高压力都可以使荧光增强。AIE现象引发了许多 研究者们的兴趣，他们制备出了新型AIE发光体，例如：四苯基乙烯(TPE)及其衍生物、硅杂环戊二烯(silole)衍生物等。并研究其机理、探索在多个领域中的应用。将AIE发光体引入到ACQ发光体上是一个克服ACQ问题 的好方法，同时使得新化合物具有AIE性质。传统的避免发光体发生ACQ效应的方法会引起新的问题，例如引起可逆反应，而将ACQ发光体与AlE 发光体相结合的方法不会浪费发光体的其它官能性质、无任何可逆反应，因此，这种新的合成方法 将拓宽AIE发光体的种类及其在不同领域的新应用。
4. 研究方案
5. 工作计划
1．开题报告
2. 前期学习 开始日期：2023年2月8日
3. 开展设计与实验 开始日期：2023年2月21日
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
