——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
這是一條通向未來的路,一片充滿無限可能性的新天地。
生活中,發(fā)光材料在各行各業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。然而,很多材料只有在溶液中才能發(fā)光,而一旦聚集或成為固態(tài),發(fā)出的光就會(huì)減弱甚至完全消失。這種現(xiàn)象被稱為“聚集導(dǎo)致發(fā)光猝滅”(簡稱ACQ),成為制約發(fā)光材料應(yīng)用的一大痼疾。
唐本忠,中國科學(xué)院院士、香港科技大學(xué)講座教授,他領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與此相反的現(xiàn)象:分子越聚集,發(fā)光越強(qiáng)。因此,這種現(xiàn)象被定義為聚集誘導(dǎo)發(fā)光(簡稱AIE)。憑借在此領(lǐng)域的創(chuàng)新性和引領(lǐng)性研究成果,唐本忠團(tuán)隊(duì)榮獲2017年度國家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
AIE的發(fā)現(xiàn),要回溯到2001年,唐本忠的一名學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn),用點(diǎn)樣管點(diǎn)在薄層色譜板上的樣品,在紫光燈下沒有像往常那樣可以看到明顯的熒光。于是,他去尋求老師的幫助。當(dāng)他們回到實(shí)驗(yàn)室后,卻發(fā)現(xiàn)這個(gè)點(diǎn)在紫外燈下發(fā)出了十分明亮的熒光。經(jīng)過分析,發(fā)現(xiàn)在點(diǎn)完樣后立刻用紫光燈照射,這時(shí)的樣品點(diǎn)是一個(gè)帶著溶劑“濕點(diǎn)”,沒有熒光;而經(jīng)過一段時(shí)間,樣品點(diǎn)上的溶劑揮發(fā)后,變?yōu)橐粋€(gè)“干點(diǎn)”,這時(shí)就產(chǎn)生了熒光。正是這個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn),開辟了一個(gè)發(fā)光材料的新領(lǐng)域。
“這個(gè)現(xiàn)象告訴我們,搞研究要跳出已有的思維框框,如果你觀察到與既有經(jīng)驗(yàn)不一樣的現(xiàn)象,第一反應(yīng)不該是回避,而應(yīng)該非常興奮地去重復(fù)實(shí)驗(yàn),然后去追根溯源,千萬不能因?yàn)闀簳r(shí)無法解釋原因而選擇忽視?!碧票局艺f。
此前,中國科學(xué)家的類似研究基本是跟著國外跑,引領(lǐng)性研究較少。而AIE是一個(gè)由我國科學(xué)家開創(chuàng)并引領(lǐng)、國外科學(xué)家競(jìng)相跟進(jìn)的一個(gè)研究領(lǐng)域。
AIE材料,從概念提出到現(xiàn)今,全世界已經(jīng)有60余個(gè)國家和地區(qū)超過1100個(gè)研究單位的科學(xué)家進(jìn)入該領(lǐng)域,每年的論文發(fā)表數(shù)和引用數(shù)均呈指數(shù)增長,僅2017年文章發(fā)表數(shù)就超過1200篇,引用數(shù)超36500次?!跋喈?dāng)于一天就有100多次的引用?!闭f起這些數(shù)字,唐本忠不無驕傲。
而更讓他驕傲的是AIE潛在的應(yīng)用。例如大型飛機(jī)應(yīng)力檢測(cè)的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,飛機(jī)要被猛烈的風(fēng)持續(xù)地吹,承受不住壓力的部位就會(huì)露出破綻。但要找出這些薄弱之處并非易事。將AIE材料做成涂料抹在飛機(jī)上,應(yīng)力集中的地方就會(huì)發(fā)出與其他地方不同的光,甚至整個(gè)飛機(jī)的應(yīng)力是怎么分布的,熒光都可以通過顏色變化讓人看得一清二楚。
再比如醫(yī)療領(lǐng)域,由AIE材料制成的生物探針,不見癌細(xì)胞不亮,在癌細(xì)胞中則越聚越亮?!斑@將有助于醫(yī)生觀測(cè)追蹤到癌細(xì)胞?!碧票局艺f,比如,給一個(gè)癌癥病人動(dòng)手術(shù)時(shí),犬牙交錯(cuò)的腫瘤邊緣很考驗(yàn)醫(yī)生技術(shù),如切除不凈,等于埋下復(fù)發(fā)的隱患,這也是我國腫瘤病人康復(fù)率比較低的原因之一。但如果使用AIE材料,即便只有一毫米大小的腫瘤也可以通過熒光呈現(xiàn),幫助醫(yī)生準(zhǔn)確地把它切除。
發(fā)現(xiàn)一種材料,引領(lǐng)一個(gè)研究領(lǐng)域,進(jìn)而改變?nèi)藗兊纳?,這是唐本忠的一個(gè)夢(mèng)。如今,他已然夢(mèng)想成真。
(原載于《科技日?qǐng)?bào)》 2018-01-09 03版)
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