随着超分子化学的发展，基于超分子自组装的分子机器领域已经成为目前研究的热点。机械互锁分子是一类重要的分子机器，它可以被定义为由许多不连续的分子单元通过弱的相互作用组装起来，并实现某一特定功能的组装体。这类机器主要有轮烷、类轮烷和索烃三种类型。冠醚作为一类重要的主体化合物，它的出现是超分子化学领域的重要里程碑。目前，基于冠醚及其衍生物的分子机器和高度复杂拓扑结构的自组装体系等都得到了极大的发展。　　第一章概述了分子机器的研究进展。介绍了分子机器的定义、分子机器的三种主要类型以及分子机器在各个领域的潜在应用。　　第二章设计并合成了含有二茂铁冠醚轮烷型功能分子梭并对其光电性能及其在金电极和量子点上的组装进行了研究和探索。该轮烷体系以二茂铁修饰的二苯并24冠8为环状组分，在哑铃型的杆上的末端引入双硫键，使得该轮烷体系能够在金电极或者量子点表面实现组装。首先通过核磁共振氢谱、高分辨质谱对该双稳态轮烷分子梭体系进行了结构的确认，测定了该体系的循环伏安曲线等电化学性能，在金电极和量子点表面的自组装以及其他的后续工作还在进行中。　　第三章设计并合成了一种光响应的冠醚类超分子聚合物，通过光照条件下光扳机的断裂释放拟轮烷形成基于超分子聚合物的有机凝胶，该体系由二苯并24冠8通过柔性链与二级铵盐连接，并在二级铵盐的末端连接了具有光响应的香豆素光扳机封堵基团。通过对该体系核磁共振氢谱、碳谱、高分辨质谱、光照条件下核磁氢谱的变化、紫外-可见吸收光谱的变化以及其他相应的表征，我们发现该体系能够在一定波长光光照的条件形成超分子聚合物，进而得到超分子有机凝胶。　　第四章其他工作。设计了基于苯并21冠7的光响应的超分子凝胶。目前完成了主要中间体的部分合成，后续工作还在探索中。　　第五章结论。