分子转子,作为人工分子机器的一个重要构件,长期以来受到化学、材料学等领域的广泛关注。分子转子的基本结构通常包括转子、旋转轴,以及连接在旋转轴上的定子。关于分子转子的大部分认识,早期的研究大体上是通过设计合成一些结构复杂的有机化合物并研究它们在溶液中的旋转运动来获得的。而近期部分研究工作已经开始转向到固态分子转子这一领域。就固态分子转子而言,在结构或功能上模拟宏观陀螺仪的分子转子引起了很多关注,它通常包含一个位于中心的转子,以及两端起连接固定作用的两个定子。在这种“定子﹣转子﹣定子”结构中,转子的晶态旋转空间可以由定子来维持和保护。但是,要得到这类结构的化合物,通常需要经历高成本的、复杂的有机合成步骤和分离提纯过程。在本论文中,我们提出了一个构建晶态分子转子的新策略,把模型结构“定子﹣转子﹣定子”改为“定子﹣转子···定子”,不仅可以克服上述局限,而且扩充了转子的来源。同时,利用这种新的模型,还可以引入更多变量来调控转子的运动状态和转速等。按照这种思路,我们利用一个构象可变的大环主体和一对阴、阳离子客体组合得到了一种新型“陀螺型”超分子转子化合物（t-BuNH₃）（18-crown-6）[ZnCl₃（H₂O）]（1）。化合物1中的配位水分子可以看作是一个超小的极性转子,其转动可以通过该化合物显著的介电弛豫现象、同位素效应以及分子动力学模拟得到揭示。此外,该化合物还可以发生可逆的极性到极性的热致结构相变,这种相变是由作为主体的冠醚的构象变化引起的,从而导致了水分子旋转运动的可调性及开关效应,并且这种效应可以被电荷辅助的氢键相互作用的强度和方向很好地调控。同时,我们在化合物1的基础上,通过替换卤离子和转子的类型分别得到另外两种新的“陀螺型”化合物:（t-BuNH₃）（18-crown-6）[ZnBr₃（H₂O）]（2）,（t-BuNH₃）（18-crown-6）[ZnCl₃（NH₃）]（3）。通过对这些化合物的介电响应及相变机制的深入研究,我们对这类模型结构为“定子﹣转子···定子”的超分子转子化合物有了更深刻的理解和认识。