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新型存储背后的新材料

阿白666

2024-02-22 22:31:17

近日，上海理工大学、中国科学院上海光学精密机械研究所等研究人员在超大容量三维纳米光子存储领域取得重大突破。相关成果于2月22日以“A 3D nanoscale optical disk memory with petabit capacity”（Pb级存储容量三维纳米光盘存储器）为题发表在Nature上。

该文提出了一种激光可调控的聚集诱导发光染料（OS-AIE）的超分辨光存储技术，研究人员开发了一种掺杂聚集诱导发光染料的有机树脂薄膜（Dye-doped photoresist with aggregation-induced emission , AIE-DDPR），该材料不仅寿命大于40年，并且与传统光盘大规模生产的标准工艺流程相兼容，同时以光盘标准尺寸为直径120 mm为例，基于该论文的材料和方法，以双面各100层计算的等效容量和存储面密度均优于目前所有的高性能存储系统，是现有最先进光盘的数千倍，相对于市场上常见的商用蓝光光盘容量提升了万倍，具有非常可观的应用前景。

何为AIE发光材料？
2001年，唐本忠院士团队偶然发现，不发荧光的1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基噻咯在薄层色板层析后，竟发出荧光。这一奇怪现象与人们所熟知的ACQ效应相违背，通常认为聚集态不利于荧光发射。然而他们的实验中，分子聚集态的形成却减弱了ACQ现象，并表现为越聚越亮的特性。基于此，唐本忠院士团队提出了“聚集诱导发光（AIE）”的概念，并进行了深入研究。AIE这一新概念推动了对有机发光机制以及发光材料分子设计、制备和应用等方面的深入研究。这十余年来，各种类型的AIE化合物不断地被开发出来。其中，四苯乙烯（TPE）是一类重要的AIE分子，其结构简单，易于合成，种类丰富，是研究AIE机理的明星分子。

AIE材料的应用
AIE材料在实际应用方面显示出巨大的潜力，特别是在电致发光、化学/生物传感和智能响应等领域。
光电功能材料：
高性能有机发光二极管（OLED）是AIE 材料最有前景的应用场景之一。AIE 材料自身具有聚集发光的性质，是非掺杂有机发光二极管器件的理想发光材料。同时基于AIE分子的液晶材料在制备简化且无需背景光照射的光发射液晶显示器领域也展现出应用潜质。通过引入新的光物理机制，如热活化延迟荧光（TADF）、室温磷光等，AIE 材料有望在激子利用率和器件效率等方面取得进一步突破。

生物成像和治疗：
AIE技术可以对细胞中的线粒体进行高分辨率和对比度的成像和示踪检测。通过对比正常患者线粒体形貌，医生可借以确定是否为原发性疾病，或是比较患者服药前后的线粒体变化，以确定药物是否奏效。在癌症的诊断治疗中，AIE材料可以实现对肿瘤或癌细胞的长期追踪和显影。使用 AIE 材料进行细胞器成像，并用荧光对毫米级别的肿瘤进行定位，可以帮助医生精准切除癌细胞，提高手术的成功率。

智能传感材料
AIE材料可以用于检测各种离子，在环境保护、健康体检等方面大有可为。用于健康体检的AIE材料，可以检测出人体内钙、锌、钾、铁等元素的含量，以及尿液中的葡萄糖含量。在食品安全方面，胺类挥发性气体监测中亦可以应用到AIE材料，从而检测三文鱼等活鱼海鲜的放置时间，以评估其新鲜度。在环境监测领域，AIE探针可实时检测环境污染物、有害气体、有害细菌和毒性物质并获得可见光信号。

相关标的：
毕得医药（688073）：公司开展四苯乙烯类聚集诱导类化合物的研究开发，包括开发新型的四苯乙烯类聚集诱导类化合物，开发四苯乙烯类聚集诱导类化合物的合成方法，分析四苯乙烯类聚集诱导类化合物的反应类型技术特点，目前项目已完结。

建新股份（300107）：公司主营苯系中间体产品的生产与销售，以“间氨基苯磺酸”产品为母核，向下延伸生产“苯胺-2,5-双磺酸单钠盐、间羟基-N,N-二乙基苯胺、间氨基苯酚、ODB-2、Jianxin201”等染料中间体、医药及农药中间体，其中间羟基-N,N-二乙基苯胺主要用于生产阳离子染料、碱性染料及分散荧光染料。
S毕得医药(sh688073)S S建新股份(sz300107)S S安诺其(sz300067)S S高新发展(sz000628)S S中文在线(sz300364)S

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