人物

學者 · 名家

唐本忠:獨闢蹊徑 打破光材料“阿喀琉斯之踵”

2018-01-10 09:48:26

  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,隨著人們對發游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。唐本忠說,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,第一反應不應該是迴避,而應該非常興奮地去追根溯源。”唐本忠說。

  “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”。唐本忠說。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、感測、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,工業生產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、汙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,從而導致熒光訊號消失,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”材料的學術研究和產業應用。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)

來源:央視網
編輯:尹文卓

新聞排行

熱點人物

  • 熱點人物

    十九大代表風採錄

  • 熱點人物

    中國夢·勞動美 大國工匠

  • 熱點人物

    老職工、老黨員向黨說句心裡話

  • 熱點人物

    “中國天眼之父”南仁東:23年,用心血鑄...

  • 熱點人物

    情感與責任鑄就工匠精神

資訊 · 快評

娛樂 · 體育

  • 全科醫生劉明先:紮根民族地區奉獻60餘年

      91歲的劉明先在貴州省黔南布依族苗族自治州長順縣的山村裡行醫60餘年。他治麻風、療傷痛、救婦幼,醫治了無數人,深受當地各族群眾愛戴。

  • 優秀男運動員樊振東

      4月份亞錦賽一路高歌登上冠軍領獎台,那時的“小胖”意氣風發,大有一舉稱雄之勢。不料,在世錦賽、全運會兩大賽事男單決賽中樊振東雙雙失手,不敵隊友馬龍,依然沒能捅破那層窗戶紙。

學者 · 名家

商界 · 創客

  • 三峽集團總經理、黨組副書記王琳:“與長江休戚與共”

      “黨的十九大報告指出,以共抓大保護、不搞大開發為導向推動長江經濟帶發展。作為大型水電央企,三峽集團在共抓長江大保護中起著不可替代的作用。”中國三峽集團總經理、黨組副書記王琳表示,三峽集團作為蘊含著紅色基因、起源自三峽工程、紮根於長江流域的中央企業,要始終與國家的前途命運緊密相連,與長江的綠色發展休戚與共。

  • 獵豹移動CEO傅盛:“機器人將成新增長點”

      “未來,機器人即人工智慧、軟體、硬體和服務的結合將帶來重大機遇。中國有最好的軟體、最好的製造和最好的場景,在世界各國紛紛搶灘布局之時,中國將存在極大的彎道超車可能性。”傅盛說。

曆史 · 環球

新聞日曆

友情連結

人民網 | 新華網 | 中國網 | 央視國際網路 | 國際線上 | 中國經濟網 | 中國廣播網 | 中國日報網 | 中國青年網 | 光明網 | 中國新聞網 | 中國西藏網
中國台灣網 | 黨建網 | 千龍網 | 東方網 | 南方網 | 北方網
京ICP證100580號 | 互聯網新聞資訊服務許可證 (1012009003) | 京公網安備 11010102002957號 | 中國互聯網視聽節目服務自律公約
廣播電視節目製作經營許可證(廣媒)字第185號 | 資訊網路傳播視聽節目許可證(0111630)
關於我們 | 廣告服務 | 聯繫我們 | 本站地圖 | 投稿郵箱 |著作權聲明 |違法和不良資訊舉報電話:010-84151598 |網路敲詐和有償刪帖舉報電話:010-84151598
Copyright 2008-2017 by www.workercn.cn. all rights reserved
掃碼關注



工人日報
客戶端
蘋果版
安卓版