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  手性是指化學分子的實物與其鏡像不能重疊的現象，它是自然界普遍存在的一種現象，如結構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，核酸在人體中的穩定構型為右旋等。一對對映異構體有著相似的物理和化學性質，但是它們在手性環境下具有不同的光學或者藥理學活性。其中，最著名的例子就是“反應停”事件。因此，手性熒光材料在手性識別及拆分、藥物化學、材料科學、食品檢測及生命科學等領域具有十分重要的意義。然而，利用傳統的熒光分子構建的手性材料還面臨一系列自身的問題與挑戰，如較高的生理毒性，光穩定性較差，聚集誘導熒光淬滅（Aggregation-caused quenching，ACQ），這極大地限制了手性熒光材料的實際應用。

  2001年香港科技大學唐本忠院士課題組發現一類螺旋槳型熒光分子在溶解狀態幾乎沒有熒光，而在聚集態可以發出很強的熒光，這與傳統的熒光染料分子發光現象截然相反, 他們把這一現象稱為聚集誘導發光（Aggregation-Induced Emission, AIE）。目前，AIE現象已經得到國內外科學家的廣泛認可，取得了一系列重要的研究成果，并且獲得了2017年國家自然科學一等獎。將AIE分子與傳統的手性分子研究相結合，可以很好地解決傳統手性熒光材料遇到的問題。

  近期，香港科技大學唐本忠院士團隊在ACS Materials Letters上發表了題為“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發光材料的分子設計，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分子結構

  通常，研究者通過向AIE熒光團上修飾手性基團來構建手性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，可以應用于手性識別及CPL顯示等領域（圖1）。然而，含有分子轉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出來。例如典型的AIE分子四苯乙烯由于相鄰苯環間的空間位阻效應導致四個苯環只能朝著同一方向（順時針或逆時針）旋轉，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時其旋轉的方向可以快速轉換，故測試不到溶液中四苯乙烯的手性信號。但是晶體狀態下四苯乙烯旋轉的方向被固定住其手性就可以顯現出來，并且可以通過重結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分子結構

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，通過精確的調控可以得到螺旋形自組裝結構（圖4）。與分子水平的圓偏振發光不同，這些有序的自組裝聚集體表現出優異的發光效率及不對稱因子，在CPOLED等領域具有廣闊的應用前景（圖5）。

圖4. 手性AIE分子螺旋自組裝結構

圖5. 手性AIE分子在CPOLED領域的應用

  該綜述文章近期發表在《ACS Materials Letters》上，文章的第一作者為香港科技大學博士后馮海濤（現為寶雞文理學院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研究計劃（973），國家自然科學基金 (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