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经典的DCM吡喃腈类D-π-A构型红光系列染料，由于强烈的分子间π-π堆积，而容易导致固体荧光猝灭，不利于高效固体光电器件的发展。本论文巧妙地通过分子工程修饰，突破性地解决了该局限性，发展了系列喹啉腈类聚集诱导荧光增强型(Aggregation-induced emission，AIE)红光材料，合成简单，便于商业化。由于超分子次级价键的作用，该类分子表现出特色的自组装功能，并成功地将此类分子型AIE体系，拓展至聚合物固体发光增强体系。
单晶结构分析认为，在CH…π和CH…N超分子作用下，扭曲的分子结构产生T-型或J-型聚集，有效地防止分子间面对面的π-π堆积，抑制非辐射衰减，产生固体荧光。理论计算及光谱分析认为，激发态扭曲分子的低频非辐射衰减导致了液体单分子状态下弱的荧光。
充分利用该系列AIE分子的自组装固体发光性能，探索了分子在光波导材料的应用，波导损失率为0.287 dB/um。进一步受外界刺激（温度、压力）时，固体粉末能够产生可逆的橘黄色和红色荧光变化响应，具有潜在的记忆材料应用，并将该类分子成功地应用于荧光纳米颗粒细胞成像。
由于该类AIE分子液态下的非辐射衰减性能，创新地将其用作分子马达，并用F(o)rster-Hoffmann线性方程测试其作为粘度探针的效果，荧光增强27.2倍。进一步利用分子内旋转受限(RIR)原理，设计荧光增强型聚合物温敏传感器，增强约3.7倍，并测试其爆炸物检测超放大效应，猝灭常数为12585.3 M-1。
此外，由于近红外染料进行荧光检测具有低生物体背景干扰、深入组织内部等优势。近年来，七甲川菁染料作为重要的近红外染料，在感光材料、生物分子荧光标记等领域成为研究热点。作为生物体内最重要的金属离子之一，三价铁离子在氧气传输、氧化新陈代谢、细胞生长和电子转移方面起着重要作用。为此，设计了具有高选择性的比色近红外菁染料铁离子荧光探针，并具有良好的细胞成像效果。