在过去的研究中,通过自组装形成的超分子纳米结构由于能动态材料方面有较好的应用而受到广泛关注。通过合理的分子嵌段设计,将会使其在很多方面如生物材料、组织再生、药物传递、离子通道等方面有潜在应用。本篇论文成功设计合成了系列线团-刚棒-线团分子,通过核磁共振仪和基质辅助激光解析飞行时间质谱确认目标分子的结构。通过紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、荧光光谱(FL)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对目标分子进行了溶液自组装行为的研究,并且通过差示量热扫描仪(DSC)、偏光显微镜(POM)和X-ray散射实验(XRD)对其本体自组装行为进行了研究。首先,离子液晶合成。设计合成了两个以联吡啶和两个联苯结构单元作为刚棒中心的目标分子1-2,通过调节末端柔性链的长短,考察对形成液晶态的温度的影响,以及对自组装形貌的影响。其次,设计合成了两类Z型的线团-刚棒-线团分子,一类是刚棒结构末端连有亲水的聚环氧乙烷链,一类是末端连有烷基胆固醇链。第一部分是通过改变不同亲水聚环氧乙烷链的长度对分子本体和溶液自组装的影响,以及对于在刚-柔界面处引入手性甲基,对分子组装的影响。第二部分是将具有手性的胆固醇结构单元引入该体系中,研究烷基链的长短对子组装形貌的影响。对于离子液晶分子la-2a,通过X-ray散射实验证明1a和2a在室温时都自组装成层状结构。分子1a没有液晶相,而分子2a有矩形柱状相结构。对于Z型的线团-刚棒-线团分子的本体自组装研究发现,分子1-3和5-6在室温下自组装成层状结构,1-3有一个液晶中间相,1和2自组装形成不同倾斜角度的倾斜柱状,3形成近晶C相,而分子4没有液晶相,室温组装成矩形柱状结构。分子5形成近晶C相,分子6有两个液晶相,随温度升高由层状相向矩形柱状相转变,继续升温最后转变为倾斜柱状相。考虑到溶解度因素,仅对分子1-3进行而溶液自组装研究,在水溶液中分子1-3分别形成半径大小不同的球形聚集体。