新型光驱动分子活塞的合成及其性能研究

合成一系列基于多取代二苯乙烯的光驱动分子马达，用来构筑轮烷型的分子活塞。研究具有多个取代基的复杂的分子马达体系的光化学和热力学性能。对分子马达进行修饰，上半部分与一个线状组分相连，下半部分与一个环状组分相连，使其在外界刺激下通过分子内穿梭- - 脱梭运动来锁定- - 解锁分子马达。通过分子内自组装的方法和模板合成法构筑[1]轮烷型的分子机器，用光学和热力学的方法驱动分子马达的单分子定向旋转，同时，连接在马达上半部分的线状组分被拖动，相对与环状组分做往复的活塞运动。实现在同一分子体系内旋转运动与线性运动的结合，以及由旋转运动来驱动线性运动，从而使它们完成复杂的可控制的分子运动。筛选出部分高性能全光子型分子活塞，尝试制备其固体分子器件并研究器件的光物理化学性质，为其将来在分子器件上的应用打下良好的基础。

多模式、多平台分子机器的设计与合成是目前有机合成化学与超分子化学的研究热点。本研究创新设计并构建新型多模式、多平台驱动的轮烷型分子机器体系，将多个具有光电活性的功能分子单元，例如二噻吩乙烯、二茂铁、分子转子等功能基团集成到同一轮烷体系中，在外界刺激组合下多模式调控轮烷体系各功能基团之间的电子、能量转移等相互作用，并能带来体系荧光、吸收等可肉眼识别信号的显著变化，并用来构建可调控的多稳态分子开关。设计并合成了一系列端基修饰的轮烷型分子梭，为研究分子机器在界面的协同运动以及运动过程对界面物理、化学性质的影响提供了研究对象，为发展新型的功能自组装体系和发展分子机器的微流体器件打下基础。已发表SCI论文10篇，受邀在国际学术会议上作分会报告一次、全国会议分会报告2次，培养博士、硕士多名。