唐本忠：獨闢蹊徑 打破光材料“阿喀琉斯之踵”

央視網消息：不怕摔、顯示屏可隨意彎曲；敏銳跟蹤，讓癌細胞無處遁形……“聚集誘導發光（AIE）”材料，可大大加速這些神奇功能變為現實的過程。

17年前，中科院院士、香港科技大學講座教授唐本忠團隊在國際上率先提出“聚集誘導發光（AIE）”——這項中國人改寫光物理課本的發現，開闢了具有原創性和國際引領性的基礎科學研究全新領域。這一成果獲得2017年度國家自然科學獎一等獎。

日常生活中，發光材料應用非常廣泛。比如，以熒光粉為代表的發光材料，是目前照明和顯示技術的核心材料。紙幣及證件等採用的印刷防偽技術，採用的則是特殊油墨在紫外光照射下發出熒光的特性。

近年來，隨著人們對發光標記材料探索的深入，它的應用已進入高靈敏生物檢測、成像和診療等領域。唐本忠説，熒光成像技術因其高靈敏、無損、生物相容性好、成本低廉等優點，越來越多地被用於癌症早期診斷中。

製備發光性能優異的先進材料，一直是科學家的追求目標。然而，很多發光材料只有在溶液中才有較高的發光效率。早在20世紀中葉，德國科學家就發現，發光分子在稀溶液中可高效發光，但在濃溶液中或聚集態下，發光能力大大減弱甚至消失，這就是傳統的“聚集猝滅發光ACQ”現象。

“聚集猝滅發光”現象就像有機發光材料的“阿喀琉斯之踵”，科學家一直試圖尋找克服它的方法。

2001年，唐本忠和他的學生在實驗中，意外發現了一種與“聚集猝滅發光”截然相反的現象，即一類有機分子在溶液中不發光，而聚集後發光顯著增強。唐本忠敏銳地意識到其中可能包含著獨特的意義，經過仔細研究和多次實驗，他創造性地提出了“聚集誘導發光”概念，英文簡稱“AIE”。

越是聚集、越能發光，變身後的分子“性情大變”。舉一個形象的例子，傳統的ACQ分子像一群驍勇戰將，可集合在一起反而會互相掣肘，無法展現1+1=2的力量；而AIE材料則像多組列兵方陣，越是靠近就越是聲勢浩大。

“有時候，做研究需要跳出現有的思維框框，如果你觀察到與既有經驗不一樣的現象，第一反應不應該是回避，而應該非常興奮地去追根溯源。”唐本忠説。

“聚集誘導發光（AIE）”是我國科學家率先提出的原創性概念，開闢了發光材料的新領域。目前，全世界已經有80多個國家和地區超過1500個研究單位的科學家進入該領域，近兩年每年新增的SCI級的相關論文數均超過1000篇。

基於在“聚集誘導發光（AIE）”領域的研究成果，2014—2017年，唐本忠連續入選湯森路透材料和化學雙領域全球高被引科學家。同時，榮列湯森路透“全球最具影響力的科研精英”榜。

“原創的科研就像刨一口井，越往下發現的泉眼越多。如果只是跟蹤而無超越，思路早晚會枯竭”。唐本忠説。目前，唐本忠團隊製備了一系列高性能的“聚集誘導發光”材料，並與不同領域科研人員合作，推進這類材料在光電、傳感、生物、醫療等諸多領域的應用。

在醫學、工業和環境領域，需要監測各種物質的含量。如，工業生産中某種離子和廢氣的濃度控制，空氣質量監測等。AIE材料對某些化學物質有很強的特異性識別，例如，在稀溶液中無熒光的某種AIE化合物只會與某種特定離子作用，從而聚集並“點亮”，成為一種有效的檢測方法。

此外，由於AIE分子對外界環境條件變化敏感，如壓力、溫度、pH值等的變化都會通過影響聚集程度而對發光帶來影響。如此，可以利用AIE化合物檢測環境，比如，河水pH值、污染物成分和濃度等的變化。

目前，用於追蹤細胞的商業化熒光探針不僅成本居高不下，而大量使用時，還會出現ACQ現象。微量使用雖然可以防止熒光猝滅，但在多次光學掃描後容易出現光漂白現象，從而導致熒光信號消失，難以滿足細胞器或活體體內的監測和成像需要。

唐本忠介紹，AIE材料擁有製備成本低、用量靈活度大、光穩定性高等優勢，日後有望成為人們觀測微觀世界的有力工具。

曾有人問唐本忠，做出好研究的秘訣，他的回答是：熱愛你的工作！做到這點，你就成功了一半。

“很隨和、非常有感染力，但做起研究來又非常嚴謹，對我們的要求非常高。”這是唐本忠團隊成員、華南理工大學教授秦安軍對老師的評價。

目前，唐本忠正通過他在香港科技大學、華南理工大學、浙江大學等高校的課題組推進“聚集誘導發光”材料的學術研究和産業應用。在他看來，概念創新是科學追求的聖杯，為鼓勵原創發現，必須鼓勵挑戰精神和培育創新文化。我們不應該被教科書上的知識禁錮，不必畏懼任何權威。因為科學追求的最高境界是顛覆“常識”，通過概念突破而開闢新領域、創造新知識。（素材來源：人民日報 中國網）