“聚集誘導發光”

·唐本忠

團隊成員

唐本忠(香港科技大學)

秦安軍(浙江大學)

董宇平(北京理工大學)

李振(香港科技大學)

孫景志(浙江大學)

許多有機分子在稀溶液中發光很強，但在高濃度溶液中或聚集後熒光變弱甚至消失，這就是眾所周知的“聚集猝滅熒光”（ACQ）現象。

該現象導致有機發光分子在固態下不能發揮最佳效果，從而降低器件的性能。科學家已採用了化學、物理和工程的方法和工藝來阻止分子不利於發光的聚集，但效果有限。

此次獲獎的該項目則利用分子的自然聚集來提高固態發光效率，即聚集誘導發光（AIE），並取得了一系列原創性成果，為發光材料的設計提供了新的思想方法；為ACQ分子賦予AIE特性提供了新的策略。同時，革新了人們設計發光材料的思路，豐富了光物理的基礎理論，開創了一個由我國科學家引領、多國科學家競相跟進的新研究領域。

該項研究取得的重要科學發現有：

製備了系列AIE分子體系。基於前期提出的分子內旋轉受限（RIR）機理，發展了新型的基於四苯基乙烯（TPE）的AIE分子體系，並得到了廣泛應用；在二苯甲酮衍生物晶體中首次發現並報道了純有機分子的室溫磷光，提出了“結晶誘導磷光”的AIE衍生概念；通過高效的點擊聚合製備了加工性能好的含TPE的AIE聚三唑；發展了一類無傳統生色團的AIE聚合物體系。

完善和豐富了AIE的理論。通過巧妙的分子設計和高效的有機反應，輔以精密的實驗證實TPE體系中AIE的主導機理是RIR而非光致順反異構化和J-聚集；提出了“結晶誘導發光”的概念，並得到了國內外同行的廣泛認可和採用；發展了鍵接AIE基元到ACQ分子上製備新AIE分子的策略，擴展了AIE分子種類；發展了一種將RIR與扭曲的分子內電荷轉移分子結合實現高效紅光發射的策略。

開發了AIE分子的高新技術應用。通過合理的分子設計，獲得了多個器件性能良好的藍光、深藍光的AIE分子，為高效藍光分子的設計提供了一條行之有效的途徑；實現了對CO2“點亮型”定量檢測以及鋁離子等金屬離子的痕量檢測；實現了對葡萄糖特異性檢測以及對特定細胞系的生長監控。

2017年度國家自然科學一等獎獲獎項目

“水稻高產優質性狀形成的分子機理及品種設計”

唐本忠、李家洋領銜獲2017年度國家自然科學一等獎

·李家洋

團隊成員

李家洋(中國科學院遺傳與發育生物學研究所)

韓斌(中國科學院上海生命科學研究院)

錢前(中國水稻研究所)

王永紅(中國科學院遺傳與發育生物學研究所)

黃學輝(中國科學院上海生命科學研究院)

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，在我國農業生產中具有舉足輕重的地位。面對提高水稻產量和品質的雙重挑戰，該研究集體成員綜合運用遺傳學、基因組學、分子生物學、生物化學、細胞生物學、作物育種學等方法對水稻產量與品質相關的重要農藝性狀的調控機理進行了系統深入的研究，並將取得的基礎研究成果應用於水稻高產優質的分子育種，育成了一系列優異水稻新品種。近年來，該研究集體在水稻株型建成的分子機理及調控網絡解析、重要農藝性狀的全基因組關聯分析、高產優質品種的分子選育、栽培稻的起源與馴化、水稻資源發掘利用等方面取得了一系列創新性的重大研究成果，形成了完善的理論體系，代表了我國在相關研究領域的國際領先水平，具有重要的國際影響；為解決水稻生產中的瓶頸問題作出了突出的貢獻，產生了重大經濟效益和社會影響。該研究集體的合作及取得的成果是面向國家重大需求和國際前沿科學問題密切合作、集體協同創新的典範。