聚集诱导发光（aggregation-induced emission，AIE）是由我国科学家提出的原创基础科学概念，它不仅解决了发光材料领域存在已久的聚集导致荧光猝灭的科学难题，同时也由此建立了一个崭新的科学研究领域——聚集体科学。

唐本忠

中国科学院院士

对光的本质的探索开启了人们对量子世界的认知，使人们发现了分子发光的规律并发展了光谱这一理解世界的重要手段。与此同时，人们也在不停地探索各种类型的“发光”，创造、控制和利用光，拓展“发光”的应用场景，从而深刻地改变了现代人的生活方式。

▲ 不同形式的发光

发光材料在现代科学技术发展中扮演着重要的角色，从光电子器件到传感再到生物医学应用，高效发光材料的涌现正在不断改变着人们的生活方式，同时也极大地提升了人民的生活品质。而在此过程中，传统有机染料中存在的聚集导致荧光猝灭（aggregation-caused quenching，ACQ）的效应极大地阻碍了发光材料的应用。

▲ 二萘嵌苯和六苯基噻咯在四氢呋喃和水的混合物中随着水的比例增加出现ACQ和AIE 两种相反的现象。2001 年，唐本忠课题组发现了与ACQ 完全相反的现象：一些有着可转动或振动基团的非平面分子，在溶液中处于分散状态即分子可以自由运动的时候，在紫外光激发下不发光或发光很微弱，而当这些分子聚集在一起后，即分子运动受到限制时，它们可以发出明亮的光

2001 年，作者团队提出的聚集诱导发光（AIE）效应从根本上解决了这一困扰人们几十年的科学难题，从而打开了有机发光材料的又一扇大门。AIE 材料的设计策略一反传统的平面刚性原则，而是通过扭转的分子结构来阻止激基缔合物的形成，从而增强其在固体状态的发光效率。随着AIE 机理研究的不断深入和体系的开发，其巨大的应用潜力也逐渐崭露出来。

▲ 有代表性的AIE 分子骨架和AIE 材料广泛的应用途径。AIE现象的发现是现代发光材料史上的里程碑，打开了发光材料研究的新视野，大大拓宽了有机发光材料在聚集态的应用场景

伴随着AIE 的逐步发展，许多和AIE 相关的新兴领域正在不断涌现出来，如室温磷光、聚集诱导延迟荧光、簇发光、固态分子运动、聚集诱导活性氧产生等。AIE 逐渐从一个概念和一个现象演化成一个学科，即聚集体科学。科学的发展正在经历从分子科学向聚集体科学的转变，而聚集体科学的提出和发展将人们的研究视野提升到一个新的高度，这势必会对未来材料、化学和物理学科的发展带来极大的积极影响。

▲ 聚集诱导发光概念发展历程中的部分里程碑式工作（点击可看大图）

经过二十年的发展，聚集诱导发光从一个基本的科学概念成为了一个重要的学科分支。从基础理论到材料体系再到功能化应用，形成了一个完整的发光材料研究平台。在基础研究方面，聚集诱导发光荣获2017 年度国家自然科学奖一等奖，成为中国基础研究原创成果的一张名片，并在世界舞台上大放异彩。目前，全世界有八十多个国家的两千多个团队在从事聚集诱导发光方向的研究，聚集诱导发光也在2013 年和2015 年被评为化学和材料科学领域的研究前沿。在应用领域，聚集诱导发光材料在指纹显影、细胞成像和病毒检测等方向已实现产业化。

▲ 聚集诱导发光研究的产业化成果

在此背景下，撰写一套聚集诱导发光研究方向的丛书，不仅可以对其发展进行一次系统地梳理和总结，促使形成一门更加完善的学科，推动聚集诱导发光的进一步发展，同时可以保持我国在这一领域的国际领先优势，为此，我受科学出版社的邀请，组织了活跃在聚集诱导发光研究一线的十几位优秀科研工作者主持撰写了这套“聚集诱导发光丛书”，从机理到体系再到应用，对聚集诱导发光研究进行了全方位的总结和展望。

丛书内容

（点击有小程序标识的书名即可购买）

聚集诱导发光物语

聚集诱导发光机理

聚集诱导发光实验操作技术

力刺激响应聚集诱导发光材料

有机室温磷光材料

聚集诱导发光聚合物

聚集诱导发光之簇发光

手性聚集诱导发光材料

聚集诱导发光之生物学应用（上册、下册）

聚集诱导发光之光电器件

聚集诱导荧光分子的自组装

聚集诱导发光之可视化应用

聚集诱导发光之分析化学

聚集诱导发光之环境科学

作为“聚集诱导发光丛书”的分册之一，由深圳大学王东、浙江大学张浩可和我作为共同作者撰写的《聚集诱导发光物语》（北京：科学出版社，2024.6）最新推出。本书从光的历史讲起，介绍了光学研究的进程，之后又介绍了聚集诱导发光研究的历史、现状和未来展望，为聚集诱导发光研究的方方面面做好基础铺垫，引领广大读者对聚集诱导发光进行深入学习和研究。

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本书中的诸多实例也可激发初学者对聚集诱导发光物理机制的兴趣，加强学生的理论基础并开拓其科学视野。本书有助于发光材料领域的学生和年轻学者对聚集诱导发光的研究进行全面了解，以便他们更好地开展专业领域方向的研究，进而可以长久保持我国在这一研究领域的领先地位和优势。

最后，感谢国家出版基金项目对本套丛书的资助和支持。

本文摘编自《聚集诱导发光物语》（唐本忠，王东，张浩可著. 北京：科学出版社，2024.6）一书“前言”“总序”，有删减修改，标题为编者所加。

（本文编辑：刘四旦）

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