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利用聚集诱导发光(AIE)现象的光物理过程,以具有AIE特性的发光团为构筑单元,合成了一系列具有组装功能的AIE型发光材料。它们分别带有单电荷、双电荷和多电荷,可以进行自组装、插层组装以及层层组装,从而形成高效发光体系。此外,组装形式和组装单元的不同,使这些发光体系能够很好地用于成像分析和传感应用。对于带有单电荷的AIE型发光材料,本论文设计并合成了以四苯乙烯基团(TPE)为核的十二烷基磺酸钠表面活性剂(TPE-SDS)。通过对其表面活性、电导率变化、以及形成胶束前后光学性质的研究,证实TPE-SDS分子是AIE型阴离子表面活性剂。TPE-SDS分子在水溶液中可有序聚集自组装形成球形胶束产生高效发光,该现象可以通过荧光共聚焦成像技术直接观察到。随着体系中电解质浓度的增加,还可直接观察到TPE-SDS分子从球形胶束到棒状胶束、再到蠕虫状胶束的转变。另一方面,在助表面活性剂的帮助下,TPE-SDS分子在非极性溶剂中,可以自组装形成球形反胶束(即油包水微乳液滴)。该微乳液滴的大小与其荧光强度成反比关系。通过对微乳液滴几何模型的分析发现,微乳液滴表面的TPE-SDS分子间距离会随着微乳液滴的增大而增大,导致限制分子运动的能力减弱,这一发现与AIE的发光机理是一致的。本论文还合成出以TPE为核的十二烷基三甲基溴化铵阳离子表面活性剂(TPE-DTAB)。将TPE-DTA+阳离子通过离子交换的方式插入到蒙脱土(MMT)层间,制备出TPE-DTA+插层的有机改性蒙脱土(TPE-DTAB-MMT)。粉末X射线衍射技术、傅立叶变换红外技术和表面电势测量等表征可知,TPE-DTA+阳离子在蒙脱土层间具有多种有序的排布方式,使得蒙脱土颗粒疏水性增强。此外,在蒙脱土层间的TPE-DTA+阳离子,由于其分子运动能够被层间的二维限域空间有效抑制,从而减缓了非辐射衰减速率,得到较高的荧光量子产率。得益于TPE-DTAB-MMT颗粒的疏水性和高效发光特性,TPE-DTAB-MMT颗粒不仅能够在有机聚合物中良好分散以制备有机一无机复合材料,还可以通过荧光共聚焦成像技术直接观察到TPE-DTAB-MMT颗粒在复合材料中的三维分散度。与此类似,对于TPE-SDS修饰的水滑石颗粒在复合材料中的三维分散度也可同样成像分析。相比于电镜显微成像技术,基于构建高效发光填料(插层组装体)的荧光成像分析法具有其没有的优势,并且为有机—无机复合材料中无机填料的三维分散度评价的发展打开了新思路。对于带有双电荷的AIE型发光材料,可以在9,10-二苯乙烯基蒽(DSA)两端修饰两个磺酸根基团而形成BSDSA。通过与无机的水滑石(LDH)纳米片进行层层组装,进而得到主—客体杂化的BSDSA/LDH发光薄膜。此外,利用聚苯乙烯磺酸钠与BSDSA分子共组装,可以让LDH纳米片上下层间的BSDSA分子构象变得更加扭曲,从而实现发光颜色从黄色到绿色的调控。同时,得益于水滑石主体层板的刚性结构,BSDSA的分子内运动受到极大限制,从而得到较高的荧光量子产率。在25-85℃温度范围内,BSDSA/LDH发光薄膜会随着温度升高,而表现出荧光强度下降和发射波长蓝移的现象。这项工作中所构建的高效发光薄膜(层层组装体),能够衍生出大量的AIE-LDH发光薄膜,并对具有发光可调或可变特性的固态发光材料的发展起到一定的指导作用。相比于带有双电荷的BSDSA分子,具有AIE特性的荧光金纳米簇(Y-AuNCs)带有多电荷,更有利于静电层层组装。将石英片交替浸入到聚烯丙胺(PAH)溶液和Y-AuNCs溶液中,制备出具有黄色荧光的Y-AuNCs/PAH薄膜。另一方面,传统的非AIE型荧光金纳米簇(R-AuNCs)同样与PAH进行组装,可制备出具有红色荧光的R-AuNCs/PAH薄膜。通过薄膜的吸收光谱、发射光谱和稳态-瞬态荧光光谱对它们的光学性质进行表征。正如所料,在Y-AuNCs/PAH薄膜中,Y-AuNCs的荧光量子产率是溶液态的两倍。此外,组装5层的Y-AuNCs/PAH发光薄膜与组装25层的R-AuNCs/PAH发光薄膜相比,二者的荧光强度相当。基于这些现象,以Y-AuNCs/PAH发光薄膜为传感单元,R-AuNCs/PAH发光薄膜为参比单元,构筑复色发光薄膜,可以实现对爆炸物的比率荧光检测,检测限低至10-10M。