大环分子组装体是在分子识别基础上的超分子体系。功能化的大环分子组装体可以用来构筑分子器件与分子机器(包括轮烷和索烃)。近些年来,分子器件与分子机器的构筑与性能研究已经成为当今超分子化学研究的核心热点问题之一,其已在能量、材料、环境和医药等领域展现出广阔而有价值的应用前景。基于上述研究背景,我们构筑了基于冠醚和环糊精的两种大环分子组装体,并且研究了其荧光传感为导向的光物理性能及其应用,具体研究内容如下：1.具体介绍了当今超分子化学在分子器件与分子机器领域的研究背景及其最新的发展动态。2.合成了基于二苯并-24-冠-8主体的双稳态[3]轮烷,并进一步研究了其pH调控的分子内电荷转移(ICT)行为。分子内电荷转移行为发生在富电子单体芘与缺电子单体萘二酰亚胺(NDI)之间,酸／碱的加入可以调节分子内电荷转移作用的强度。这种新型的双稳态[3]轮烷阐述了通过调控给-受体之间的空间距离实现其光物理功能的机制。3.合成了基于β-环糊精主体的修饰碳纳米晶,并进一步研究了其可控的光致电子转移(PET)行为。β-环糊精的引入有效地提高了碳纳米晶的量子产率。此外,DETA-β-CD-CNCs与(二茂铁基甲基)三甲基碘化铵(Fc+)之间的PET行为可以通过1-金刚烷酸钠(Ad-)来调节。4.合成了基于β-环糊精主体的修饰碳纳米晶。β-环糊精的引入不但有效地提高了碳纳米晶的量子产率,而且提高了其对水难溶性药物-布洛芬的溶解度。我们进一步通过核磁和荧光光谱研究了其与药物布洛芬的键合行为,探讨了修饰碳纳米晶作为药物运输载体可能性。