在分子和宏觀物質(zhì)之間,存在著由多個單一實體組成的介觀維度的聚集體。作為一群相互作用的分子的集合,聚集體常常表現(xiàn)出與其單一分子迥然不同的性質(zhì)和功能。近期,唐本忠院士團隊提出了“聚集體科學”的概念來填補分子和宏觀物質(zhì)之間的空白,相關研究對于聚集體的結構-性能關系建立以及新材料和技術的發(fā)展起到了重要的推動作用。聚集體的性質(zhì)和行為受到其尺寸的強烈影響,這是它們與分子材料的顯著區(qū)別。目前具有聚集誘導發(fā)光(AIE)性質(zhì)的熒光納米材料研究已取得顯著進展,然而,尺寸在0.1~1000微米范圍的AIE微米材料的研究發(fā)展仍相對緩慢。在各種介觀聚集體材料中,高分子微米材料具有比表面積高、結構多樣、制造靈活、易操作等優(yōu)點,是聚集誘導發(fā)光分子(AIEgen)的優(yōu)良載體,也是聚集體科學研究的良好平臺。近年來,基于AIEgen的高分子微米材料在環(huán)境傳感、結構健康監(jiān)測、多色顯示、光動力治療、能量轉換等領域顯示出巨大的應用潛力。
圖1. 基于AIEgen的聚合物微米材料的分類
圖2.基于AIEgen的聚合物微球的制備策略
圖3.基于AIEgen的微膠囊應用于損傷自警示自修復領域
圖4. AIEgen摻雜微纖維的制備方法及其應用研究案例
圖5. AIEgen包覆微纖維的制備方法及其應用研究案例
除了微球和微纖維之外,一些其他形狀的基于AIEgen的微米粒子,包括微帶(microbelt)、立方體微粒(cubosome)和六方體微粒(hexosome)等,也表現(xiàn)出了諸多優(yōu)異性質(zhì)和良好的應用潛力。
最后,作者指出盡管基于AIEgen的聚合物微米材料的研究已經(jīng)取得了一些重要的進展,但這個領域仍處于起步階段。作者對基于AIEgen的聚合物微米材料未來的研究和應用提出了四點展望:首先,需要系統(tǒng)研究基于AIEgen的聚合物微米材料的結構與其最終性質(zhì)之間的關系。其次,需要進一步探索和理解AIE現(xiàn)象在聚合物微米材料中的基本原理。第三,未來的研究工作還可以致力于開發(fā)和發(fā)展基于AIEgen的聚合物微米材料的高效制備方法。第四,基于AIEgen的聚合物微米材料的應用潛力仍有很大的探索空間,尤其是AIEgen負載的核殼結構微米材料的研究仍較少,未來可以重點研究其在藥物傳遞、能量儲存和太陽能熱轉換過程監(jiān)測等領域的應用潛力。
原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202307267
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