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  聚集誘導(dǎo)發(fā)光材料（AIEgen）在聚集狀態(tài)下發(fā)出強(qiáng)烈的熒光，但在溶液中分子運動不被限制，故不發(fā)光或只有微弱的熒光。作為一種具有緊湊相和自由空間的溶脹類材料，凝膠能夠操縱分子內(nèi)運動。因此，結(jié)構(gòu)獨特和應(yīng)用前景廣闊的聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）活性凝膠引起了人們的極大興趣�；诖�，香港科技大學(xué)唐本忠院士（現(xiàn)為香港中文大學(xué)（深圳）理工學(xué)院院長）團(tuán)隊和北京理工大學(xué)黎朝系統(tǒng)綜述了AIE活性凝膠的進(jìn)展（圖1），詳細(xì)介紹了制備策略，總結(jié)了凝膠的功能，以及構(gòu)-效關(guān)系，作者還討論了凝膠在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，及目前面臨的挑戰(zhàn)和解決方法，展望了該領(lǐng)域的前景，進(jìn)而促進(jìn)新材料的研究和發(fā)展。該綜述以Aggregation-Induced Emission-Active Gels: Fabrications, Functions, and Applications為題發(fā)表在《Advanced Materials》上。北京理工大學(xué)黎朝特別副研究員為該綜述的第一作者，唐本忠院士和黎朝為該綜述的共同通訊作者，該綜述在構(gòu)思和撰寫上也得到了華中科技大學(xué)吉曉帆教授和香港科技大學(xué)謝會琳的幫助。

圖1. AIE 活性凝膠的綜述思路示意圖。

  凝膠是被分散介質(zhì)充滿的3D網(wǎng)絡(luò)。凝膠在自然界中廣泛存在，大多數(shù)生物組織以水凝膠的形式存在。盡管高水含量、強(qiáng)變形性、優(yōu)異的潤滑性、出色的可恢復(fù)性和各種刺激響應(yīng)特性使凝膠對生命支持具有重要意義，但自然界中凝膠的種類十分有限，只以水凝膠居多。受大自然的啟發(fā)，人類開發(fā)了多種人造凝膠，其范圍也從水凝膠進(jìn)一步擴(kuò)展到有機(jī)凝膠、氣凝膠和干凝膠。人造凝膠已被應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)、生物大分子分離、骨科，個人護(hù)理、美容業(yè)、建筑業(yè)、電子工業(yè)和食品工業(yè)等。

  雖然人造凝膠在這些傳統(tǒng)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，但它們在光學(xué)等高科技領(lǐng)域的應(yīng)用卻很有限。因此，熒光凝膠作為一種發(fā)光材料，在高科技應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。發(fā)光凝膠型生物在自然界中很常見，如魷魚、海仙人掌、海三色堇和水母。人工熒光凝膠也已被開發(fā)并展示出廣闊的應(yīng)用前景。將發(fā)光特性和凝膠結(jié)合起來的新型材料受到越來越多的關(guān)注，但其發(fā)展仍然相對緩慢。

  應(yīng)用此類熒光凝膠的主要障礙之一是制備該類凝膠時使用的許多發(fā)色團(tuán)具有聚集誘導(dǎo)猝滅（ACQ）效應(yīng)。表現(xiàn)出ACQ效應(yīng)的發(fā)色團(tuán)（ACQphore）在單分散狀態(tài)或低濃度下發(fā)出強(qiáng)烈的熒光，當(dāng)發(fā)色團(tuán)處于聚集狀態(tài)或高濃度時會猝滅熒光。凝膠是半固體材料，很大一部分是由部分聚集狀態(tài)的網(wǎng)絡(luò)組成。這些凝膠內(nèi)部受限的空間會不可避免地限制ACQphore的發(fā)光性能。大多數(shù)ACQphore含有延伸的芳香結(jié)構(gòu)，難溶于水，而在水中，它們會強(qiáng)烈聚集，從而引起ACQ效應(yīng)淬滅熒光。這極大限制了水凝膠這一具有廣泛應(yīng)用的重要凝膠的發(fā)展。

  幸運的是，唐本忠院士等人提出的聚集誘導(dǎo)發(fā)光為這些問題的解決提供了思路。更具體地說，表現(xiàn)出AIE效應(yīng)的發(fā)色團(tuán)在單分散狀態(tài)下不發(fā)光，但它們在聚集或分子受限狀態(tài)下會發(fā)出強(qiáng)烈熒光。這一特征與凝膠的半固態(tài)或凝聚態(tài)特性相輔相成。此外，凝膠網(wǎng)絡(luò)中的分散介質(zhì)（如水、有機(jī)溶劑或氣體）也可以為AIEgen提供運動空間以調(diào)節(jié)其發(fā)光特性，這使得制備先進(jìn)的刺激響應(yīng)材料成為可能。AIEgen賦予AIE活性凝膠許多獨特的功能及應(yīng)用，例如凝膠誘導(dǎo)發(fā)光、過程監(jiān)控、多模態(tài)發(fā)光和刺激響應(yīng)性等。因此，人們對AIE活性凝膠的研究興趣呈爆炸式增長。種類繁多的AIEgen和合成便利的AIE活性材料使得該領(lǐng)域在制造、功能和應(yīng)用等各個方面得到快速發(fā)展。

  基于此，本綜述對AIE活性凝膠領(lǐng)域進(jìn)行了全面、系統(tǒng)和深入的概述。作者首先簡要介紹了凝膠和AIE，然后引入了AIE活性凝膠；隨后，概述了AIE活性凝膠制備策略（AIEgen的引入方式）；之后，回顧了由結(jié)合AIEgen實現(xiàn)的AIE活性凝膠的獨特功能，并討論了結(jié)構(gòu)-功能之間的關(guān)系以顯示其獨特性；作者還闡述了AIE活性凝膠在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，以促進(jìn)更廣泛和更重要的應(yīng)用的發(fā)展；最后，作者討論了該領(lǐng)域的挑戰(zhàn)和未來的前景，以加速對新材料的開發(fā)和先進(jìn)應(yīng)用的研究。

  1. 在AIE活性凝膠的制備部分，作者將制備方法（AIEgen的引入方法）分為了化學(xué)共價接入、物理摻和AIE活性小分子凝膠劑（LMWG）超分子組裝，結(jié)合典型例子進(jìn)行闡述，并通過表格的形式系統(tǒng)總結(jié)了通過三種方法制備的各種AIE活性凝膠的主要參數(shù)。

  2. 在AIE活性凝膠的功能部分，作者著重介紹了AIEgen賦予凝膠的功能，分別從凝膠誘導(dǎo)發(fā)光、多模態(tài)發(fā)光（AIE與圓偏振發(fā)光、磷光、電化學(xué)發(fā)光、白光等）和刺激響應(yīng)性（熱、pH、UV、化合物（生化分子）、溶劑刺激等）三個方面進(jìn)行闡述。

  3. 在AIE活性凝膠的應(yīng)用部分，作者首先總結(jié)了在凝膠的各種物理/化學(xué)過程（凝膠過程、溶脹過程、親-疏水轉(zhuǎn)變、微相分離、自愈合過程）監(jiān)測中的應(yīng)用，之后，從傳感器（檢測）和促動器、生物醫(yī)藥、以及信息/能源/光電幾個領(lǐng)域介紹了凝膠的應(yīng)用。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adma.202100021