2001年，香港科技大学唐本忠教授基于实验结果在国际上首次提出了“聚集诱导发光”(aggregation-induc edemission,AIE)概念。这一概念顺应分子聚集这一自然过程，丰富了光物理和光化学的基础理论，是一个少有的、由我国科学家引领、多国科学家跟进的新研究领域。本书邀请活跃于该领域的部分作者撰写。全书共9章，以翔实的图表与文献报道，深入浅出地向读者系统介绍了AIE的发展历程和机理、多种AIE体系以及AIE在化学传感、生物诊断与治疗、光电器件等领域的应用。
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丛书序 i
前言 iii
第1章 从聚集猝灭发光到聚集诱导发光 001
1.1 引言 001
1.2 荧光产生机理与荧光材料的重要性 002
1.3 ACQ的由来 003
1.4 抑制ACQ的方法与途径 005
1.5 AIE的发现 007
1.6 AIE所产生的影响与效果 008
1.7 总结与展望 009
参考文献 009
第2章 聚集诱导发光机理概述 012
2.1 引言 012
2.2 分子内运动受限 012
2.3 机理的对比讨论 026
2.3.1 分子内运动受限与J-聚集体形成 027
2.3.2 分子内运动受限与激发态分子内质子转移 029
2.3.3 分子内运动受限与扭曲的分子内电荷转移 032
2.4 总结与展望 036
参考文献 037
第3章 聚集诱导发光理论计算与模拟 042
3.1 引言 042
3.2 分子聚集体的理论计算方法 042
3.2.1 量子力学和分子力学组合方法 042
3.2.2 光谱与速率理论 044
3.2.3 理论计算细节 046
3.3 AIE的微观机理 048
3.3.1 空间位阻效应 048
3.3.2 温度效应 049
3.3.3 聚集效应 050
3.3.4 共轭效应 053
3.4 AIE机理的验证 055
3.4.1 共振拉曼光谱 055
3.4.2 同位素效应 058
3.5 总结与展望 063
参考文献 064
第4章 聚集诱导发光概念衍生 069
4.1 引言 069
4.2 CIEE现象的发现 069
4.3 一般对比度CIEE材料 071
4.3.1 芳代硅杂环戊二烯体系 071
4.3.2 四苯基乙烯体系 073
4.3.3 其他 076
4.4 高对比度CIEE材料 081
4.4.1 苯并芳代富烯体系 081
4.4.2 席夫碱体系 084
4.4.3 含杂环体系 084
4.5 室温磷光化合物 087
4.5.1 有机金属络合物聚集诱导磷光 087
4.5.2 纯有机化合物结晶诱导磷光 102
4.5.3 RTP体系的应用 110
4.6 总结与展望 113
参考文献 114
第5章 吡啶单元的聚集诱导发光材料的分子设计与应用研究 119
5.1 引言 119
5.2 吡啶修饰的AIE分子的种类 121
5.2.1 用吡啶基团修饰已知的AIE小分子 121
5.2.2 吡啶基团作为生色团的AIE型的金属有机化合物 125
5.2.3 吡啶基团作为定子的AIE分子的设计 128
5.2.4 含吡啶盐的AIE分子的设计 129
5.2.5 含吡啶/吡啶盐的聚合物AIE体系的设计 131
5.3 吡啶修饰的AIE分子用于超分子体系的构筑 132
5.3.1 氢键驱动的组装 132
5.3.2 配位作用驱动的组装 135
5.3.3 主客体作用驱动的组装 138
5.3.4 其他方式驱动的组装 141
5.4 吡啶修饰的AIE分子在光电功能材料领域的应用 142
5.4.1 刺激响应智能材料 142
5.4.2 荧光化学检测 147
5.4.3 荧光生物检测 151
5.5 总结与展望 155
参考文献 156
第6章 杂环聚集诱导发光小分子体系 163
6.1 引言 163
6.2 五元芳杂环AIE体系 163
6.2.1 含Si化合物 163
6.2.2 含N化合物 168
6.2.3 含S化合物 186
6.2.4 含P化合物 188
6.3 含B六元芳杂环AIE体系 190
6.4 总结与展望 198
参考文献 199
第7章 聚集诱导发光聚合物体系 206
7.1 引言 206
7.2 AIE聚合物的设计与合成 207
7.2.1 自由基聚合 209
7.2.2 开环易位聚合 210
7.2.3 炔烃易位聚合 211
7.2.4 缩合聚合 212
7.2.5 开环聚合 212
7.2.6 硅氢加成聚合 214
7.2.7 硫氢加成聚合 215
7.2.8 多组分聚合 215
7.2.9 过渡金属催化的偶联聚合 217
7.2.10 环三聚反应 220
7.2.11 炔烃-叠氮点击反应 221
7.2.12 不含传统生色团的AIE聚合物的合成 222
7.3 AIE聚合物的功能与应用 223
7.3.1 荧光传感器 223
7.3.2 刺激响应材料 225
7.3.3 生物探针 227
7.3.4 细胞成像 228
7.3.5 电致发光器件 230
7.3.6 非线性光学材料 231
7.3.7 圆偏振荧光材料 232
7.3.8 荧光光刻图案 233
7.3.9 高折光材料 233
7.3.10 液晶材料 235
7.3.11 多孔材料 235
7.4 总结与展望 237
参考文献 238
第8章 聚集诱导发光在光电领域的应用 248
8.1 引言 248
8.2 有机发光二极管 248
8.2.1 基于噻咯的AIE材料 249
8.2.2 基于四苯基乙烯的AIE分子 253
8.3 多功能AIE材料 259
8.4 有机场效应晶体管 268
8.5 有机光伏 272
8.6 圆偏振发光 275
8.7 液晶材料 282
8.8 总结与展望 285
参考文献 285
第9章 聚集诱导发光在生物领域的应用 293
9.1 引言 293
9.2 生物检测 294
9.2.1 腺苷三磷酸检测 294
9.2.2 肝素检测 296
9.3 蛋白质及DNA构象变化检测 298
9.3.1 蛋白质及构象检测 298
9.3.2 DNA构象及杂交检测 300
9.4 酶活性检测 305
9.4.1 静电相互作用 306
9.4.2 溶解度变化 307
9.4.3 能量转移 309
9.5 生物成像 310
9.5.1 AIE分子探针 311
9.5.2 AIE纳米粒子 337
9.5.3 硅基AIE纳米粒子 355
9.5.4 聚合物保护的AIE纳米粒子 359
9.6 总结与展望 362
参考文献 363
索引 378
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