近年来,新型聚集诱导发光(AIE)材料由于其特殊的发光行为和高的固态量子效率被广泛应用在有机发光二极管(OLED),光电器件,荧光探针,生物成像和疾病诊疗等领域。因此,开发具有新功能的AIE材料逐渐成为科研工作者的研究热点之一。本论文将从以下两个方面开展新型聚集诱导发光材料的设计合成及应用研究:(1)新型有机发光材料发展迅速,越来越多的研究人员致力于发展新型的荧光材料,越来越多的新型分子骨架被报道。然而大多数的研究人员致力于发展新型的分子骨架却很少有人关注侧链对发光材料性质和应用的影响。在本章中,我们设计合成了一系列具有不同烷基链的吡啶盐官能化的四苯乙烯基团(TPEPy-1至TPEPy-4),并深入研究了烷基链长度对化合物光学性能和应用的影响。研究发现,改变烷基链长度,荧光材料的亲疏水性发生变化导致其在水溶液中表现出完全相反的发光行为(ACQ到AIE)。所有化合物在固态时均具有较强的荧光,而且,通过调控烷基链长度可以使化合物的固态发光颜色实现从绿色到红色的转变。除此之外,通过增加烷基链长度,化合物自组装形态实现了从微片状到微棒状的转变。有趣的是,TPEPy-1对NO3-和ClO4-表现出独特的双模式荧光点亮型响应。生物成像实验表明,只有适当烷基链长度的化合物才能穿透细胞膜并高效地富集在线粒体当中。(2)固态荧光材料的发光通常受分子排列的影响,同一种化合物分子间的排列方式和堆积方式不同,发光存在明显的差异。这种同质多晶现象引起了科学家们广泛的关注。本章中我们基于2,2-二氰基乙烯基苯骨架设计合成了三种化合物(2a,2b,2c)并深入探究了取代基对化合物光学性质和应用的影响。研究发现,三种化合物均具有显著的的AIE特性,并且存在明显的溶剂效应。除此之外,化合物2a和2b还存在同质多晶现象,同一种化合物在不同的溶剂中结晶成不同堆积方式的晶体,从而表现出不同的光学性质。化合物2a能够自组装形成规整的针状微晶。值得一提的是,2a-green晶体还表现出了对挥发性有机化合物甲醇的特异性响应,且对挥发性有机化合物甲醇的响应过程是循环可逆的。这种独特的性质使2a-green晶体在挥发性有机化合物检测领域具有潜在的应用前景。