有机光功能材料的核心，在于激发态调控。长期以来，人们主要基于“小分子光物理/光化学”理解激发态，即通过延长π共轭、引入杂原子/重原子、构筑给受体结构、提高分子刚性等方式调控材料性能。这些经典策略背后的共同逻辑是：激发态行为被视为一种“单分子属性”。然而，真实材料中的光行为，往往并不由孤立分子决定。真正决定性能的，往往是凝聚态中的电子耦合、能量迁移与激发态演化。而聚合物，恰恰是最典型、也最复杂的凝聚态体系之一。然而长期以来，人们对于复杂聚合物体系中的激发态行为，仍主要沿用传统“小分子光物理/光化学”框架进行理解，但聚合物远不只是“放大的分子”。

  无论是传统共价聚合物，还是近年来快速发展的超分子聚合物，其本身都涉及复杂的平衡与非平衡行为，并能够通过共价连接、非共价组装以及层级自组织形成多尺度耦合结构。对于高分子科学而言，一个核心目标始终是：从聚合物凝聚态层级结构出发，理解并预测材料的功能与性质。相比传统小分子，聚合物不仅具有更复杂的层级架构，也天然拥有调控电子行为与激发态演化的丰富自由度。聚合度、端基、序列、构象、拓扑、晶相分布、非共价组装以及凝聚态层级结构等因素，都可能深刻影响电子耦合、能量迁移以及单线态/三线态行为。这意味着：聚合物不再只是“材料载体”。它本身，正在成为激发态工程的重要对象。而且，越来越多研究发现：分子在聚合后，会出现荧光增强、室温磷光、高效光敏化以及能量转移放大等现象。其中，代表性的“聚合诱导发光（polymerization-induced emission, PIE）”与“聚合增强光敏化（polymerization-enhanced photosensitization, PEP）”等现象表明：聚合也可能重塑激发态本身。然而，这些现象大多仍被视为彼此独立的光物理与光化学行为，缺乏统一的结构—激发态认知框架。

聚合驱动激发态工程（PEESE）的基本原理

  近日，新加坡国立大学刘斌院士团队在《Progress in Polymer Science》发表综述《Polymerization-Enabled Excited-State Engineering for Organic Functional Materials》，系统提出“聚合驱动激发态工程（PEESE）”新框架。PEESE提出：聚合过程不仅改变化学组成，更能够通过聚合驱动的的层级组织与结构演化，重塑材料中的激发态行为。这意味着，激发态研究正在发生根本性转变，即从“分子电子结构决定激发态”的传统认知，逐渐转向“聚合驱动层级组织与凝聚态电子耦合共同塑造激发态行为”的新研究范式。在这一框架下，聚合物中的共价连接、非共价作用、链构象、拓扑结构以及凝聚态层级结构，都可能直接影响电子离域、能量迁移与激子行为，进而影响荧光、磷光、光敏化、电荷/能量转移等功能过程。换句话说：新的激发单线态与三线态，可能并不仅仅来源于孤立分子的局域电子结构，它们可能诞生于聚合物凝聚态中的集体电子效应。而聚合方法学所提供的结构可设计性，则使研究者能够通过调控聚合度、端基、序列、构象、拓扑以及层级组织等因素，对这些激发态行为进行系统调控，并进一步推动激发态功能逐渐走向“可编程化”。因此，PEESE强调聚合物层级结构如何主动参与、甚至决定激发态的生成与演化，并尝试建立“聚合物层级结构—激发态行为”之间的统一关系。这也意味着：激发态科学正在从传统“分子光物理/光化学”迈向“聚合物凝聚态激发态科学”。

  未来，PEESE框架或将进一步推动：1. 激发态功能的可编程化设计；2. AI辅助聚合物激发态反向设计；3. 新型三线态与活性氧生成体系；4.长寿命储能与余辉材料；5.聚合物光化学反应器；6. 柔性、自修复、刺激响应型软光子体系。

  与此同时，该领域仍面临诸多核心挑战：1. 聚合物层级结构如何影响激发态生成、耦合与弛豫，仍缺乏统一认知；2. 聚合物激发态工程的可设计性仍然有限；3. 相比成熟的小分子光物理，聚合物凝聚态激发态科学仍处于早期阶段；4. 尤其对于基于空间相互作用的非常规发光体系，其集体电子耦合机制仍远未完全清晰。

  但也正因如此，一个新的研究方向正在逐渐形成：激发态不再只是单分子的属性，而正在成为聚合物凝聚态结构中的涌现行为。未来材料科学的问题，可能不再只是：“什么样的分子能够产生特定激发态？”而将变成：“什么样的聚合物层级结构，能够创造新的激发态？”该综述的重要意义，在于其首次尝试将聚合物化学、聚合物物理、凝聚态电子耦合以及激发态光物理与光化学纳入同一理论框架之中，为聚合物激发态研究建立统一认知体系。

  原文信息：Bo Chu, Cheng Chen, Bin Liu. Polymerization-Enabled Excited-State Engineering for Organic Functional Materials. Progress in Polymer Science (2026).

  https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2026.102123.

  通讯作者简介：刘斌，现任新加坡国立大学教授、陈振传百年纪念教授、新加坡国立大学常务副校长，新加坡科学院院士、新加坡工程院院士、美国工程院外籍院士。在有机光功能材料、纳米颗粒构筑、生物医学应用以及光催化与生物合成等领域具有重要影响力，已发表学术论文500余篇，连续多年入选全球高被引科学家。

  研究方向涉及：聚合物激发态工程，荧光与磷光聚合物，聚合物光敏化，凝聚态光物理，聚合物层级结构，超分子聚合物。