唐本忠院士团队和浙大张兴宏教授团队《Materials Horizons》综述：聚合诱导发光（PIE）

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2001年，香港科技大学、华南理工大学唐本忠院士课题组首次发现并提出了聚集诱导发光（Aggregation-Induced Emission, AIE）概念，颠覆了传统认识，之后相关研究与应用得到了蓬勃发展，至今，已开发了具有极其广泛和重要应用价值的AIE新材料。作为聚集诱导发光材料的一个重要发展方向，非共轭荧光聚合物（Non-conjugated luminescent polymers，NCLPs）近年来逐渐得到了很多研究者的广泛重视。

近日，香港科技大学唐本忠院士（通讯作者），浙江大学张兴宏教授（通讯作者），中北大学刘斌博士（第一作者），香港科技大学张浩可博士（共同一作）等在Materials Horizons上总结了近年来非共轭荧光聚合物的研究进展，讨论了聚合对所得聚合物材料发光性能的影响，归纳提出了聚合诱导发光（Polymerization-Induced Emission，PIE）。

图1. 典型的聚合诱导发射基团。

作者根据已报道的非共轭荧光聚合物的结构，将它们归纳为含苯环和不含苯环两类。针对含苯环的非共轭荧光聚合物，分别从聚合物的拓扑结构、聚集态结构及分子量三个方面总结了聚合物结构对荧光性质的影响；针对不含苯环的非共轭荧光聚合物，主要从诱导簇产生的直接原因展开讨论，结合诱导聚合物发光的杂原子基团种类（含叔胺结构、氰基结构、羰基结构、亚砜、砜、硫酰胺、醚），从空间位阻、氢键效应、配位效应等角度概述了此类非共轭荧光聚合物的发光机理。总体上，通过杂原子或苯环的空间共轭产生电子离域，实现了电子的n-π* 、π–π*跃迁，诱导簇发光。总结了聚合诱导发光的特征，引出对此类聚合物中“簇”（概念、形成方式、尺寸、分布等）的进一步思考，提出此类“簇”结构和机制研究的困难和可能方向。

图2. 聚合诱导发光示意图。（A）PIE聚合物的聚合反应：连锁聚合提供侧基PIEgens；逐步聚合提供主链PIEgens或者新的PIEgens；（B）具有典型空间共轭PIEgens的详细PIE示意图。

所提出的聚合诱导发光特征如下：

1）非共轭荧光聚合物荧光的产生以及强度依赖于聚合度，同时也是簇产生的基本条件；

2）聚合物结构的多样性（构型、构象、拓扑结构、分子量、分子量分布和聚集态等）赋予了荧光发射的多样性。

因此，基于近20年来不断涌现的新聚合方法和新的聚合物，聚合诱导发光有望进一步扩展AIE的疆界，将AIE概念应用扩展到通用聚合物材料中。

文章链接：

https://doi.org/10.1039/C9MH01909J

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