纳米尺寸跨膜通道在生物科技、水淡化处理和其他工业方面具有广泛的应用前景。较为常见的人工合成纳米通道有碳纳米管类和自组装堆积结构的大环分子类。大环分子易于改性，能够形成丰富的通道结构更加具有潜力。大环分子中的苯撑乙炔撑大环分子由于刚性骨架和π-π堆积作用，可以形成稳定的纳米通道结构应用于跨膜输运。采用分子动力学模拟方法，主要研究了跨接在磷脂双层膜上的苯撑乙炔撑大环分子通道中水分子的输运行为，并与相当尺寸的碳纳米管作对比研究。期望从本工作中得到大环分子堆积型通道的输运特点，为功能化的膜设计和理解纳米通道的输运过程提供借鉴意义。主要内容有:　　1.苯撑乙炔撑大环分子在不同溶剂中的组装行为。弱极性溶剂有助于组装结构的稳定性。在极性较弱的氯仿溶剂中，组装结构为稳定的螺旋堆积结构，大环分子平均堆积间距符合π-π堆积特点，并且侧链形成氢键网络。在水溶剂中，侧链氢键体系被破坏，组装结构稳定性差。　　2.大环分子通道和碳纳米管在DPPC膜中形成的跨膜通道体系均较为稳定。受大环分子通道结构的交替堆积结构影响，大环分子通道的轴向的水密度涨落巨大，在大环分子通道内形成了2-3-2-3的水占有数分布。压强驱动下的水通量数据表明大环分子通道在压差作用下水的渗透率要比碳管通道低，但是该值仍高于常用的反渗透膜材料。　　3.调控通道亲水性。通过调整通道中碳原子与水中氧原子的作用势势井深度，来改变通道的亲水性。由于大环分子的堆积结构作用位点较少，因而总体来看，大环分子通道所受影响较小。随着通道亲水作用的增加，大环分子通道和碳管通道水通量都出现了先增后降的最大值行为。此外设计了不同长度的通道体系，发现当通道长度大于1nm后，入口效应的影响显著降低，输运行为主要是由通道结构决定的。　　4.通过对氧密度分布图的分析，讨论了沿大环分子通道的输运方向的水流演化过程。大环分子通道的交替堆积的α-planezone和mid-planezone结构导致了截然不同的密度分布图案:连通的六边形和六个孤立的海岛。通过通道结构的进一步划分，得到了一个清晰的演化过程:模式A→模式A→模式B→旋转→模式B，其中模式A和模式B分别对应六边形和孤立的海岛形貌模式。该演化模式也表明水流在穿越大环分子通道时存在惯性损失，这应该是导致与碳管通道相比较低的水通量的原因。该演化过程丰富了我们对于水流在纳米尺度输运过程物理景象的认识。