中文摘要：

通过定向组装及葫芦脲催化Click环合反应，将角状分子与直线型分子梭单元进行集成，形成高度有序的正多边形分子梭低聚体，利用低聚体内的各个分子梭单元能够在外界输入信号的驱动下进行往复运动的特点，构建具有复杂运算功能的分子逻辑门；在上述正多边形分子梭低聚体的各个顶点位置引入柔性长碳链，利用长碳链的支撑效应，为分子梭单元的往复运动提供良好的运行空间，从而构建可在固态条件下工作的分子器件。研究这些分子器件运行速度的影响因素，内部各个单元运行机理及相互之间的联系方式，探讨输入和输出之间的关系，确定其在分子开关、分子逻辑门和分子存储上的可能应用，从而开辟出一条先集成再器件化的新型分子器件制备技术。

结论摘要：

合成系列含葫芦脲/冠醚环状分子的直线型分子梭体系，使其能够在酸碱的作用下大环分子发生往复梭式运动，同时大环的包结或运动引起体系稳定性增强或荧光强度发生大幅变化，实现其特定功能；为解决传统葫芦脲轮烷体系构建难度较大、方法少的缺点，探索使用非水溶剂或新型封端反应来简便高效地合成葫芦脲轮烷体系的方法；制备含吡啶及其季铵盐的60°、90°及120°角状分子，研究它们与Zn、Co金属离子以及葫芦脲的定向组装的行为，尝试构建高度有序正多边形低聚体，为进一步将角状分子与直线型分子梭单元进行自组装集成，形成有序分子梭低聚体，进而实现可控分子梭单元统一协调的往复运动，为构建具有复杂功能的分子逻辑门打下研究基础。