水占据地球71%的表面，是生命的起源。自然界无时无刻都在用水做原料合成各种复杂的化合物。基于水的化学物通常具有非芳香性和非共轭的结构，其光学性能很少被注意到。近年来，许多课题组发现一些非芳香性和非共轭的小分子和聚合物可以发出明亮的可见光，这种非传统的发光现象被定义为“簇发光 (clusteroluminescence)”。目前，很多簇发光还局限在蓝光区域，发光效率不高，并且不明确的构效关系导致机理研究和性能调控还是很大的挑战。

图 1 用水和活化炔构筑非芳香性簇发光分子

图 2 簇发光的同位素效应

  随后，作者采用重氧水和重水作为反应原料，得到了重氧和氘取代的四种化合物，首次研究了同位素效应对簇发光的影响（图2）。不同于传统发光分子的同位素效应，重氧和氘取代的簇发光分子空间相互作用发生明显变化，导致了发光波长和效率的双重改变。作者还用羰基活化炔取代酯基活化炔，进一步调控分子间空间相互作用，得到了发光更红更亮的簇发光分子。

图4 界面聚合诱导发光增强

图5 蒸汽响应驱动器

  总之，该工作发展了一种直接用水制备簇发光材料的新方法，建立了清晰的从小分子到聚合物簇发光的构效关系，并原位制备得到Janus膜用于蒸汽响应的驱动器。相关结果近期发表在Nature Communications上。第一作者为宋波博士和张鉴予博士。感谢共同作者周家东博士在单晶测试和解析方面的帮助。