今年是同事们提出聚集诱导发光（AIE）概念20周年。
2001年，唐本忠团队意外观察到了这一违背常识的光物理现象，在发光材料研究领域取得了重大原创突破。2016年，将AIE点（聚集诱导发光纳米粒子）列为支撑和驱动“未来纳米光革命”的四大纳米材料之一。
谈及发现AIE唐本忠对这一现象的经历说，
对于从事科学研究的学者来说，最重要的是什么？唐本忠认为，选择正确的研究方向对科学家，尤其是年轻人来说非常重要。要实现科学事业，我们必须有燃烧的热情、顽强的士气、优雅的欣赏、勇敢的批评精神和深入的整合……
国家科学评论(以下简称)NSR）近日，与唐本忠(以下简称唐)就集体学研究的历史起源及其发展前景进行了对话和采访。
唐本忠
是的，这确实是一次意想不到的美丽邂逅。当时，开发新型发光材料和制备有机发光二极管是一个热门话题。我们还试图合成具有独特分子结构和高效发光的有机发光材料。被噻咯美丽的分子结构所吸引，我让学生合成各种噻咯衍生物。有一天，一个学生告诉我，他制备的噻咯溶液在紫外线下没有发光，这让我很惊讶，因为我清楚地记得我在博士学习期间制备的六苯基噻咯在晶体状态下发光。当我意识到事情很奇怪时，我立即跑到实验室与学生讨论。经过与学生的仔细核实和反复讨论，最终确认我们俩都是对的：噻咯溶液不发光（他的观察是对的），但噻咯固体发光（我的记忆是对的）。在固态形成聚集体后，原本在稀溶液中不发光的单个分子发光。因此，我们将这种光物理现象命名为聚集诱导发光（AIE）。
起初，我怀疑学生们是否犯了错误，因为这种现象完全出乎意料。在发光研究领域，人们经常观察到有机染料的荧光会随着分子聚集而减弱甚至淬灭，通常称为发光聚集淬灭（ACQ）。反噻咯系统ACQ这种现象令人困惑，我预感着我们可能会不小心走进发现的幸运之门。科学哲学告诉我们，无论一个现象看起来多么奇怪，如果它能反复出现并被反复观察，它一定是真实的。我们不断重复我们的实验并最终确认，AIE现象是真实的。然而，当时很难理解为什么噻咯有传统ACQ体系完全相反的表现。
2001年发表第一篇文章AIE认为这种怪异现象在论文中是没有先例的。然而，我们逐渐发现其他科学家也报道了类似的现象。例如，乔治·斯托克斯（George Stokes）在1853年的一篇文章中，一些无机氰化铂盐在固态时敏感（翻译成现代术语，即发光），但它们的溶液看起来像水（即不发光）。不幸的是，他没有深入研究这一现象。其他科学家也应该在不同的染料系统中发现类似的现象，但没有引起人们的注意。当时我们很难找到相关文献；事实上，直到2018年，斯托克斯1853年发表的文章才被挖掘出来。然而，我们对这些早期工作并不感到惊讶，因为我们知道科学的进步是一个连续的过程，而不是前所未有的一夜之间。乔治·史密斯（George Smith）曾说:研究突破很少是全新的。几乎所有的突破都是基于前人的研究。发现往往是偶然的，AIE这是一种古老但不被重视的自然现象。幸运的是，我们抓住机会，站在巨人的肩膀上，看到了更高更远的地方。
AIE这种现象很有趣，但一开始我们并不了解它的工作机制。我们读了很多关于分子聚集对发光过程影响的论文，但几乎所有的论文都讨论了如何淬灭发光。我们仔细检查了噻咯的结构，发现其分子高度扭曲，中心环上有许多可旋转的替代基团。在激发状态下，这些结构单元的分子运动将光能转化为热能，因此噻咯分子不发光。我们认为，聚集体的形成硬化了噻咯结构，导致非辐射跃迁通道关闭，辐射跃迁通道打开。
我们设计了许多实验来验证上述假设。对AIE基元（AIEgen）的分子内运动进行了调控。实验数据支持了我们的假说，即分子内运动受限（RIM）是导致AIE现象的主要原因。五年后，我们将AIEgen扩展到四苯基乙烯（TPE）结构体系。几乎没有人讨论过为什么噻咯单分子不发光，但有人之前提出过一些TPE衍生物因其非常活跃的分子内运动而不发光。实际上，TPE产生AIE效应的真正原因相当复杂，我们仍在探索其工作机制。
一开始，我们以为AIE这是噻咯系统的独特现象，但现在我们相信了AIE它是许多发光系统中常见的现象。在全世界科学家的共同努力下，荧光和磷光有上千种AIEgens被开发出来。它们的发光颜色覆盖了整个可见光范围，并延伸到近红外波段，其中一些AIEgens荧光量子产量高达100%。AIE各种系统：从有机到无机，从小分子到大分子，从共轭纳米粒子到非共轭超分子簇，从有机金属配合物到金属有机框架，从单晶到混合晶体到无定形多组分混合物…… 无论是哪种类型，所有类型AIEgens它们都有一个共同的结构特征：它们在单分子分散状态下灵活易动，在聚集状态下难以移动。
设计方便AIE分子。任何含有自由运动结构单元的发光分子都是潜在的AIEgen。在固体分子运动可以激活固体薄膜或纳米微球AIEgen的RIM从而打开其辐射跃迁通道。任何影响分子运动的因素都可以用来调节AIEgen发光强度。与非晶聚集体相比，AIE晶体更亮，因为晶体中更紧密的分子排列会产生更强的分子RIM效应。由于RIM该机制不依赖于特定的组分，因此可以产生相同分子的均相聚集或不同分子的非均相混合AIE效应。任何能固化结构、限制运动的聚集体或混合物都可能出现AIE活性。
AIE具有学术价值和应用潜力。AIE效应表明，聚集体可以具有其分子组分完全不具备的新性质。从还原论中理解聚集体在不同结构层次的过程和性质呼唤研究方法（reductionism）向整体论（holism）或涌现论（emergentism）范式转移。针对这一呼唤，我们系统地探索了纯有机室温磷光、结晶诱导发光、聚集增强活性氧产生、高能激发反卡莎跳跃、非共轭分子簇发光等一系列聚集体独特的工艺和性质。AIE它不仅影响我们的思维方式，还提供具有深远应用价值的先进功能材料。我们已经展示了AIEgens生物成像、医学诊疗、化学传感、环保监测、光电器件、智能刺激响应等广阔的应用前景。
是的，受AIE在哲学思想的指导下，我们努力工作AIE研究扩展至聚集体学（Aggregology）研究。2500多年前，中国先哲老子曾说过：一生二，二生三，三生万物。这几句话解释了一个简单而深刻的哲学原理:逐渐量变(一到二到三)可能导致突然的质变(三到万)。亚里士多德古希腊哲学家（Aristotle）曾经表达过类似的想法:整体大于部分之和。当许多部分汇集成一个整体时，整体收入比单独的单元更有价值。尽管还原研究方法对科学进步做出了巨大贡献，但它在处理非线性复杂系统时显得苍白无力。还原理论甚至可能束缚思想，阻碍进步。例如，人们通常不主动研究单个组分子所不具备的整体性质。
AIE研究包含了许多可能性和新的机会，因此吸引了许多研究小组进入研究领域。AIE这项研究目前正在蓬勃发展，近年来可以发表AIE论文数量反映在谷歌学术平台上aggregation-induced emission简单搜索关键词，发现2020年发布的和AIE与主题相关的论文数量高达6、170篇。在这些文章中，一些研究文章AIE过程的工作原理，如分子运动和结构刚性；其他团队开发了新的AIE有机室温磷光、簇发光、生物源等系统AIEgens；还有一些团队在探索AIEgens潜在的技术应用，如刺激响应、生物探针、化学传感、光电器件等。这些研究拓宽了我们的研究视野，加深了我们对聚集过程的理解，有利于我们开发新型聚集体先进功能材料。