荧光 Fluorescence

荧光是一种光致冷发光现象。当某种常温物质经某种波长的入射光照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出出射光；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。具有这种性质的出射光就被称之为荧光。一般以持续发光时间来分辨荧光或磷光，持续发光时间短于10⁻⁸秒的称为荧光，持续发光时间长于10⁻⁸秒的称为磷光。

由下图Jablonski图可得知，发光物质受到特定波长的光线照射时，电子吸收光子的能量，从基态S₀跃迁到更高能量的激发态S_n。而当电子从激发态S₁回到基态S₀时，合适条件下能量会以光的形式放出，形成荧光Fluorescence或磷光Phosphorescence 。

聚集诱导猝灭ACQ

发光物质越聚集，荧光越弱。

早在20世纪中叶，德国物理化学家西奥多·福斯特（Theodor Förster）等就发现，当发光分子处于分散状态（例如在溶液中）时可以发射很强的荧光，而随着溶液浓度越来越大，发光物质到达聚集态时，它们的荧光会越来越弱，甚至消失。这是一种普遍的现象，称为“聚集导致荧光猝灭”(Aggregation-caused Quenching）。

ACQ分子多是具有平面结构的稠环化合物，非常稳定，就像一张大光盘，分散状态下很难像HPS分子那样进行分子内运动，能量需要通过荧光辐射途径消耗，因此在分散时产生很强的荧光。但当ACQ分子聚集到一起时，“悲剧”发生了——它们太平整了，就像一张张光盘叠到一起，未被激发的低能量分子“盘”和被激发的高能量分子“盘”，因为亲密接触发生了能量转移，无需辐射跃迁就把能量耗散掉了，从而使发光减弱直至消失。

唐本忠院士

总之，就由于一些激发态反应、共振能量转移、形成非荧光性的络合物、分子碰撞、pH变化、温度变化、压力变化等各式各样的原因引起了荧光淬灭。激发光的长时间照射是荧光淬灭的最常见原因：荧光的产生需要激发光的照射，但这会促进激发态分子与其它分子相互作用、引起碰撞，进而导致荧光淬灭。

聚集诱导发光AIE

发光物质越聚集，荧光越强。

2001年，香港科技大学的化学家唐本忠教授和他的学生意外发现了一种和聚集猝灭发光现象截然相反的现象。唐教授的一名学生在做实验时发现，用点样管点在硅胶板上的样品，在紫光灯下没有像往常那样可以看到明显的荧光。于是他去寻求唐教授的帮助。当他们回到实验室后，却发现这个点在紫外灯下发出了十分明亮的荧光。经过分析，发现在点完样后立刻用紫光灯照射，这时的样品点是一个“湿点”，还带着溶剂，这时候是没有荧光的；而经过一段时间，样品点上的溶剂挥发掉以后，留在板上就只有固体的样品，变为一个“干点”，这时就产生了荧光。经过仔细研究与多次实验，他们确认这种叫做六苯基噻咯的物质在溶液状态基本不发光，但是处于聚集态的时候，会发出很明亮的荧光。唐教授把这种现象命名为“聚集诱导发光”(Aggregation-induced Emission)。这一偶然中的发现开辟了一个发光材料的新领域。

几乎所有的AIE物质在分子结构上都具有一个共同的特点，就是拥有很多单键连接的苯环。通过前文我们已经知道，荧光化合物通过吸收激发光而获得能量进入不稳定的激发态，这些能量会通过某种途径再释放出去。当在稀溶液状态下，一个个AIE分子相互离得较远，各个分子处于一种不受约束的状态，分子中的这些苯环可以非常自由地转动或振动，从而通过这些机械运动的方式消耗掉紫外光给它们的能量，而无需通过荧光辐射的方式。所以，在稀溶液即分散状态下，就看不到荧光。这样的过程称为“非辐射衰变”。但是，当这些物质在聚集状态或者固体状态下时，分子之间错落堆积，就使得苯环的旋转或振动受到了限制。分子不能够进行机械运动时，非辐射衰变的通道就被封死了，能量需要找到另一个途径散发出去，这个途径就是辐射跃迁，于是就产生了明亮的荧光。基于进一步的实验验证，唐教授的研究组提出，分子内运动受限(Restriction of Intramolecular Motions)正是AIE现象产生的机制。