基于有机共轭分子的超分子纳米导线的制备和组装研究

本项目拟制备含有数个共轭单元的短链有机分子，通过链状共轭分子与环糊精形成轮烷结构，借助环糊精的水溶性改善超分子纳米导线在极性溶剂中的溶解性，导线两端均连有多吡啶基团，可以起到类似于插头/插座的连接作用，同时在导线中间嵌入光敏性的开关，可形成具有开关与连接功能、具有一定实用意义的超分子组装体纳米导线。使用在非极性溶剂中溶解性较好的较短共轭分子，直接通过两端配合物的形成而连接起来形成较长的纳米导线，则可以解决在非极性溶剂中的溶解性问题。本项目中的超分子纳米导线不仅可以形成线型连接，还易于形成常规电子线路系统中的分支化连接。所设计的超分子纳米导线可以方便地用于连接不同的纳米器件单元，作为示例，将使用纳米导线连接金属纳米粒子，形成规则结构的组装体，利用光谱的变化等来表征纳米导线的行为。总之，这种超分子纳米导线的制备与组装对"从下到上"纳米器件的可控集成化、分子电子学的发展具有重要意义。

本项目制备了含有多种共轭有机分子，使用这些共轭建筑块，制备了多种荧光共轭聚合物、聚集诱导发光小分子共轭体系、共轭有机多孔聚合物材料等，还研究了碳纳米材料的超分子表面修饰与组装。研究发现荧光共轭聚合物通过侧链引入糖残基，与多种生物分子的作用导致聚集、荧光淬灭，导致传感性能。含有糖残基的聚集诱导发光小分子共轭体系通过与生物分子的特异性相互作用，导致该类分子发表聚集，从而发光而达到灵敏的传感效果。基于超分子化学主-客体相互作用以及尺寸匹配概念，设计构建共轭有机多孔聚合物材料。制备的材料具有较高的比表面积和大量的孔道结构，对气体分子呈现较好的选择吸附与分离的功能。以上这些研究为进一步的功能导向的共轭有机材料体系的设计与探索提供了思路。