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■唐本忠帶領的973項目聚焦研究新興的「聚合發光」原理。 曾慶威 攝
未來可望準確檢測生物 無燈泡也能照明
個體力量往往有限，但當一個又一個個體聚集起來時，就能發出耀眼光芒。這裡說的不單是呼籲人類社會要團結的老生常談，更是世界根本的科學道理：化學分子「聚集誘導發光」現象的機理。香港科技大學化學系講座教授唐本忠帶領的973項目「聚集誘導發光的基本科學問題」，聚焦研究近十多年始被發現並興起的「聚合發光」原理，以及所衍生的潛在應用，可望為未來的照明系統和顯示裝置帶來重大改變，及更全面監測人體疾病與環境污染。未來的社會，人類或者不再需要燈泡，只靠牆上的塗層便能發光；可以有更好的顯示屏；也可透過光去看清楚身體內部、了解身體狀況，以及做各項簡單但準確的化學及生物檢測。 ■香港文匯報記者 歐陽文倩、任智鵬
唐本忠帶領的973項目有兩大方向，一是從理論層面進一步探究他早年所發現的聚集誘導發光（Aggregate Induced Emission，AIE）（見另稿）現象，了解為甚麼分子越聚合越會發光，二則為應用研究。他強調兩者同樣重要，而透過探究原理，更能帶領大家走到更廣闊的學術領域，「只有當你理解為甚麼的時候，才能從別人的王國走到自己的王國，才可設計新的體系」。
傳至軟組織蛋白 偵測硬化毛病
至於有關AIE的潛在應用研究，涉及廣泛範疇，如與人體關係密切的「生物探針」，即生物傳感器。唐本忠表示，生物裡有很多東西憑肉眼看不見，像細胞，但專家可利用AIE熒光劑讓人體內部「現形」，「現在雖然有電鏡，解像度很高，但它必須在真空裡做，這樣細胞就死掉了。但熒光不需要真空，而且它在不同狀況可以發不同的光，這就可活生生的看到很多以前看不到的細節」。
他進一步解釋其「聚合發光」的理論如何應用在生物檢測，「人體組織，很多起作用的都是軟組織，例如大腦，如果硬了，會變痴呆；而肝硬化了，也有很大問題」，他表示，有研究發現人體組織變硬是與蛋白聚集有關，如果能將AIE分子傳送到身體軟組織處的蛋白，按照「聚合發光」原理，只要帶AIE分子的蛋白聚集在一起，它就會發光，這樣就可及早知悉哪些組織有變硬跡象。
AIE亦可發展成新的活體成像技術。唐本忠表示，其團隊已成功研發有關「雙光子熒光成像」（Two-photon fluorescence imaging）技術，將AIE粒子注入老鼠體內，透過波長為一般光子雙倍、穿透力更強的近紅外線，藉以觀測老鼠的腦血管。有關技術可用於量度紅血球流動速度，對了解藥物影響及成效非常有幫助，而且雙光子雖然不及X光清晰，但對身體沒害，只會覺得有點熱。
此外，透過設計具針對性、能與目標物質結合的AIE粒子，還可因應其發光情況，檢測尿液裡會否有糖或蛋白，或為運動員作禁藥檢測等。
材料受壓發光 可知飛機隱患
除生物方面，AIE分子的應用範圍更可包括化學以至物理類的傳感器，如前者可用於污水檢測，當接觸到金屬、有機或無機粒子，以及細菌時，AIE分子可發光示警。另AIE發光材料還可用作檢測溫度或壓力，唐本忠舉例說︰「現在航天飛機的風洞測試，會用十級風去吹，有些機件缺陷也未必能看得見；但如加上AIE壓致變色材料，在不同壓力時可發出不同的光，便能更方便看見有損壞地方。」
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