2017年，國家自然科學(xué)獎一等獎授予了中國科學(xué)院院士、香港科技大學(xué)教授唐本忠及其團隊，以表彰他們在“聚集誘導(dǎo)發(fā)光（AIE）”材料研究領(lǐng)域取得的原創(chuàng)性突破。這一獎項不僅是對一項重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的認(rèn)可，更是對中國科學(xué)家在基礎(chǔ)研究前沿“獨辟蹊徑”，以原創(chuàng)概念引領(lǐng)全球光材料發(fā)展的生動詮釋。

從“聚集猝滅”到“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”的范式革命

在傳統(tǒng)的光物理認(rèn)知中，大多數(shù)發(fā)光材料在稀溶液中可以高效發(fā)光，但一旦聚集或形成固態(tài)，分子間相互作用會導(dǎo)致發(fā)光減弱甚至完全消失，這種現(xiàn)象被稱為“聚集導(dǎo)致熒光猝滅（ACQ）”。這一“常識”長期制約著高效固態(tài)發(fā)光材料的設(shè)計與應(yīng)用。唐本忠院士團隊在研究一類噻咯衍生物時，意外發(fā)現(xiàn)了完全相反的現(xiàn)象：這些分子在溶液中幾乎不發(fā)光，但在聚集狀態(tài)或固態(tài)下卻發(fā)出強烈的熒光。他們敏銳地抓住了這一反常現(xiàn)象，于2001年首次提出了“聚集誘導(dǎo)發(fā)光（Aggregation-Induced Emission, AIE）”這一原創(chuàng)性科學(xué)概念，顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知，開辟了發(fā)光材料研究的新天地。

原創(chuàng)概念的深度挖掘與機理闡明

提出概念僅是第一步。唐本忠團隊并未止步于現(xiàn)象描述，而是深入系統(tǒng)地揭示了AIE現(xiàn)象背后的物理化學(xué)機制。他們提出了“分子內(nèi)運動受限（RIM）”的核心機理，即：在AIE分子處于分散狀態(tài)時，其分子內(nèi)基團（如苯環(huán)）的旋轉(zhuǎn)或振動等運動消耗了激發(fā)態(tài)能量，導(dǎo)致熒光微弱；而當(dāng)分子聚集時，這些運動受到物理限制，能量通過輻射躍遷（發(fā)光）的途徑釋放，從而產(chǎn)生高效的熒光。這一機理的闡明，為AIE材料的理性設(shè)計與性能調(diào)控奠定了堅實的理論基礎(chǔ)，使該領(lǐng)域從偶然發(fā)現(xiàn)走向了科學(xué)指導(dǎo)下的定向創(chuàng)造。

引領(lǐng)全球研究浪潮與開拓多元應(yīng)用

AIE概念的提出，像一把鑰匙，打開了發(fā)光材料寶庫的新大門。近二十年來，AIE研究在全球范圍內(nèi)引發(fā)了持續(xù)熱潮，發(fā)展成為材料科學(xué)、化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、光電技術(shù)等多個交叉學(xué)科的前沿?zé)狳c。唐本忠團隊始終引領(lǐng)著這一方向：

1. 材料體系極大豐富：從最初的噻咯，發(fā)展到四苯基乙烯、氰基取代二苯乙烯等眾多核心骨架，構(gòu)建了龐大的AIE材料家族，發(fā)光顏色覆蓋整個可見光區(qū)乃至近紅外區(qū)域。
2. 應(yīng)用前景廣闊多元：

• 化學(xué)生物傳感：利用AIE材料對微環(huán)境（粘度、pH、特定分子）的靈敏熒光響應(yīng)，開發(fā)出高性能的傳感器，用于檢測爆炸物、污染物、生物標(biāo)志物等。

• 生物成像與診療：AIE材料良好的生物相容性、高亮度、優(yōu)異的光穩(wěn)定性和“光激活”特性，使其成為熒光成像、長期細(xì)胞追蹤、圖像引導(dǎo)手術(shù)以及光動力治療等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的理想探針或試劑。

• 有機光電材料：基于AIE材料制備的高效非摻雜有機發(fā)光二極管（OLED），解決了傳統(tǒng)材料在固態(tài)薄膜中效率下降的難題，為下一代顯示與照明技術(shù)提供了新方案。

• 智能材料與防偽：利用AIE性質(zhì)對外界刺激（力、熱、蒸汽）的響應(yīng)，開發(fā)出智能響應(yīng)材料，廣泛應(yīng)用于信息加密、高級防偽等領(lǐng)域。

對自然科學(xué)研究的啟示

唐本忠院士團隊的獲獎工作，是中國基礎(chǔ)研究堅持“四個面向”、特別是面向世界科技前沿取得重大原創(chuàng)突破的典范。其成功之路給予我們深刻啟示：

• 重視“反常”與原始創(chuàng)新：科學(xué)突破往往始于對“反常”現(xiàn)象的敏銳洞察和深入探究，而非僅僅跟隨國際熱點。敢于挑戰(zhàn)教科書上的“常識”，是取得源頭創(chuàng)新成果的關(guān)鍵。
• “從0到1”的堅韌探索：從一個偶然發(fā)現(xiàn)，到一個新概念的提出，再到機理的深刻闡明和龐大體系的構(gòu)建，需要研究者數(shù)十年如一日的專注與堅持，以及甘坐“冷板凳”的定力。
• 基礎(chǔ)研究與實際應(yīng)用的緊密互動：AIE研究始終堅持基礎(chǔ)科學(xué)問題探索與實際應(yīng)用潛力挖掘相結(jié)合。深刻的理論認(rèn)識指導(dǎo)了新材料的創(chuàng)制，而廣闊的應(yīng)用前景又反過來推動基礎(chǔ)研究向更深、更廣處進軍，形成了良性循環(huán)。

2017年國家自然科學(xué)獎一等獎授予唐本忠院士團隊，是對他們開創(chuàng)并引領(lǐng)“聚集誘導(dǎo)發(fā)光”這一中國原創(chuàng)、世界引領(lǐng)的科學(xué)領(lǐng)域所作出卓越貢獻的最高肯定。這項工作不僅產(chǎn)出了具有重大國際影響力的科研成果，更孕育了一個充滿活力的全球性研究社群，彰顯了中國科學(xué)家在基礎(chǔ)科學(xué)前沿提出并定義新概念、開拓新方向的強大能力。它如同一束獨特的“科學(xué)之光”，照亮了功能材料發(fā)展的新路徑，也映照出中國自然科學(xué)研究和試驗發(fā)展堅持自主創(chuàng)新、攀登世界科技高峰的堅定決心與輝煌成就。