在分子和宏观物质之间,存在着由多个单一实体组成的介观维度的聚集体。作为一群相互作用的分子的集合,聚集体常常表现出与其单一分子迥然不同的性质和功能。近期,唐本忠院士团队提出了“聚集体科学”的概念来填补分子和宏观物质之间的空白,相关研究对于聚集体的结构-性能关系建立以及新材料和技术的发展起到了重要的推动作用。聚集体的性质和行为受到其尺寸的强烈影响,这是它们与分子材料的显著区别。目前具有聚集诱导发光(AIE)性质的荧光纳米材料研究已取得显著进展,然而,尺寸在0.1~1000微米范围的AIE微米材料的研究发展仍相对缓慢。在各种介观聚集体材料中,高分子微米材料具有比表面积高、结构多样、制造灵活、易操作等优点,是聚集诱导发光分子(AIEgen)的优良载体,也是聚集体科学研究的良好平台。近年来,基于AIEgen的高分子微米材料在环境传感、结构健康监测、多色显示、光动力治疗、能量转换等领域显示出巨大的应用潜力。
图1. 基于AIEgen的聚合物微米材料的分类
图2.基于AIEgen的聚合物微球的制备策略
图3.基于AIEgen的微胶囊应用于损伤自警示自修复领域
图4. AIEgen掺杂微纤维的制备方法及其应用研究案例
图5. AIEgen包覆微纤维的制备方法及其应用研究案例
除了微球和微纤维之外,一些其他形状的基于AIEgen的微米粒子,包括微带(microbelt)、立方体微粒(cubosome)和六方体微粒(hexosome)等,也表现出了诸多优异性质和良好的应用潜力。
最后,作者指出尽管基于AIEgen的聚合物微米材料的研究已经取得了一些重要的进展,但这个领域仍处于起步阶段。作者对基于AIEgen的聚合物微米材料未来的研究和应用提出了四点展望:首先,需要系统研究基于AIEgen的聚合物微米材料的结构与其最终性质之间的关系。其次,需要进一步探索和理解AIE现象在聚合物微米材料中的基本原理。第三,未来的研究工作还可以致力于开发和发展基于AIEgen的聚合物微米材料的高效制备方法。第四,基于AIEgen的聚合物微米材料的应用潜力仍有很大的探索空间,尤其是AIEgen负载的核壳结构微米材料的研究仍较少,未来可以重点研究其在药物传递、能量储存和太阳能热转换过程监测等领域的应用潜力。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202307267
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