9月6日消息，据Phys.org报道，东京科学大学（Institute of Science Tokyo）化学科学与工程系准教授Gen-ichi Konishi团队开发出一套计算引导的分子设计框架，实现了对聚集诱导发光（AIE）材料的理性设计，成果发表于《Advanced Science》（DOI: 10.1002/advs.76058）。
大多数荧光分子在溶液中发光、在固态聚集态下发光淬灭；AIE分子（AIEgens）则恰好相反——稀溶液中发光微弱，聚集或固态时强烈发光。这种反常特性使其在有机发光二极管（OLED）、微生物传感器、生物成像和光动力治疗等领域具有广泛应用前景。但AIE行为伴随π电子体系的大幅结构重组，长期以来缺乏简单分子参数加以预测，新材料发现高度依赖经验试错。
研究团队以桥联二苯乙烯为模型体系，首先对30个衍生物开展量子化学势能面分析，考察桥环大小、给体/受体取代及取代位置对锥形交叉（CI）可达性的影响——CI是激发态势能面上的"能量漏斗"，激发态分子经此快速无辐射回到基态而不发光。分析表明，给体/受体基团的引入位置显著改变弗兰克-康登态与CI之间的能量关系，从而决定分子是否表现出AIE。基于计算预测，团队设计合成了四个代表性桥联二苯乙烯分子，其光物理性质与计算预期一致。
该工作的核心贡献在于提供了少量可从量子化学计算直接导出的能量描述符，用于预测AIE行为，将发光材料设计从"经验试错"推向"理性计算引导探索"，对OLED与传感材料的迭代速度具有直接意义。
（来源：Phys.org）