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  手性是指化學(xué)分子的實物與其鏡像不能重疊的現(xiàn)象，它是自然界普遍存在的一種現(xiàn)象，如結(jié)構(gòu)蛋白中的氨基酸均為L-型氨基酸，天然存在的糖類則為D-型，核酸在人體中的穩(wěn)定構(gòu)型為右旋等。一對對映異構(gòu)體有著相似的物理和化學(xué)性質(zhì)，但是它們在手性環(huán)境下具有不同的光學(xué)或者藥理學(xué)活性。其中，最著名的例子就是“反應(yīng)�！笔录Ｒ虼�，手性熒光材料在手性識別及拆分、藥物化學(xué)、材料科學(xué)、食品檢測及生命科學(xué)等領(lǐng)域具有十分重要的意義。然而，利用傳統(tǒng)的熒光分子構(gòu)建的手性材料還面臨一系列自身的問題與挑戰(zhàn)，如較高的生理毒性，光穩(wěn)定性較差，聚集誘導(dǎo)熒光淬滅（Aggregation-caused quenching，ACQ），這極大地限制了手性熒光材料的實際應(yīng)用。

  2001年香港科技大學(xué)唐本忠院士課題組發(fā)現(xiàn)一類螺旋槳型熒光分子在溶解狀態(tài)幾乎沒有熒光，而在聚集態(tài)可以發(fā)出很強的熒光，這與傳統(tǒng)的熒光染料分子發(fā)光現(xiàn)象截然相反, 他們把這一現(xiàn)象稱為聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）。目前，AIE現(xiàn)象已經(jīng)得到國內(nèi)外科學(xué)家的廣泛認可，取得了一系列重要的研究成果，并且獲得了2017年國家自然科學(xué)一等獎。將AIE分子與傳統(tǒng)的手性分子研究相結(jié)合，可以很好地解決傳統(tǒng)手性熒光材料遇到的問題。

  近期，香港科技大學(xué)唐本忠院士團隊在ACS Materials Letters上發(fā)表了題為“Structure, Assembly and Function of (Latent)-Chiral AIEgens” 的綜述文章。這篇文章中他們主要介紹了唐本忠院士團隊近年來在手性聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料的分子設(shè)計，螺旋自組裝，手性識別，CPL / CPOLED等方面的工作（ACS Mater. Lett., 2019, 1, 192?202，并且被編輯評選為ACS Editors’ Choice作為重點推介）。

圖1. 手性噻咯類AIE分子結(jié)構(gòu)

  通常，研究者通過向AIE熒光團上修飾手性基團來構(gòu)建手性AIE分子，例如向噻咯類AIE分子上修飾手性的糖或氨基酸等基團，可以應(yīng)用于手性識別及CPL顯示等領(lǐng)域（圖1）。然而，含有分子轉(zhuǎn)子或可以上下振動的AIE熒光分子自身就具有潛在手性，當其鏡像對稱性被打破時其手性會顯現(xiàn)出來。例如典型的AIE分子四苯乙烯由于相鄰苯環(huán)間的空間位阻效應(yīng)導(dǎo)致四個苯環(huán)只能朝著同一方向（順時針或逆時針）旋轉(zhuǎn)，因此四苯乙烯分子具有潛在的手性特征。由于四苯乙烯分子在溶解狀態(tài)時其旋轉(zhuǎn)的方向可以快速轉(zhuǎn)換，故測試不到溶液中四苯乙烯的手性信號。但是晶體狀態(tài)下四苯乙烯旋轉(zhuǎn)的方向被固定住其手性就可以顯現(xiàn)出來，并且可以通過重結(jié)晶等方法得到單一手性的晶體（圖2, 3）。

圖2. 具有潛在手性的AIE分子結(jié)構(gòu)

圖3. AIE分子手性來源示意圖 (A) 螺旋槳型分子逆時 (M) 或順時針 (P) 排列, (B) 殼狀分子向上或向下彎曲振動。

  此外，AIE分子的手性信號會在聚集時進一步放大，通過精確的調(diào)控可以得到螺旋形自組裝結(jié)構(gòu)（圖4）。與分子水平的圓偏振發(fā)光不同，這些有序的自組裝聚集體表現(xiàn)出優(yōu)異的發(fā)光效率及不對稱因子，在CPOLED等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景（圖5）。

圖4. 手性AIE分子螺旋自組裝結(jié)構(gòu)

圖5. 手性AIE分子在CPOLED領(lǐng)域的應(yīng)用

  該綜述文章近期發(fā)表在《ACS Materials Letters》上，文章的第一作者為香港科技大學(xué)博士后馮海濤（現(xiàn)為寶雞文理學(xué)院AIE研究中心負責人）和博士生劉晨晨，李琦瑤和張浩可博士參與了文章的構(gòu)思，Jacky教授為本文提供了語言潤色幫助，本文的通訊作者為唐本忠院士。該論文受到國家重點基礎(chǔ)研究計劃（973），國家自然科學(xué)基金 (21788102 and 21805002，香港AoE (AoE/P-03/08)、RGC(16308016, 16305518和C6009-17G)以及陜西省科技廳自然科學(xué)基金等項目資助。

文章信息及鏈接：

  Hai-Tao Feng, Chenchen Liu, Qiyao Li, Haoke Zhang, Jacky W. Y. Lam and Ben Zhong Tang* Structure, Assembly and Function of (Latent)-Chiral AIEgens

  https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsmaterialslett.9b00116

  DOI: 10.1021/acsmaterialslett.9b00116