分子机器的研究进展

结合分子机器的基本概念、合成方法、驱动方式以及研究的意义,综述了近几年分子机器的研究进展,探讨了 下一步研究的发展方向.

20 0 8年第 2 8卷 第 1 2期， 0 7 0 1 2 5￣2 7

有机化学 Ch n s o r a f g n cCh mit i e eJ u n l a i e sr o Or y

V 12, 0 8 o. 8 2 0 No 1, 0 7 2 7 .2 25￣ 0 1

综述与进展

分子机器的研究进展 李昊 许曦晨陈嘉伟杨楚罗木 秦金贵 武汉 4 0 7 ) 3 0 2

(武汉大学化学与分子科学学院湖北省有机聚合物光电功能材料重点实验室

摘要关键词

结合分子机器的基本概念、合成方法、驱动方式以及研究的意义，综述了近几年分子机器的研究进展，探讨了 分子机器；轮烷；准轮烷；索烃；超分子自组装

下一步研究的发展方向.

P ( s i esear 0I c l r Pr q es n Re e r h 0n Mo e ua aClie r qr o I s a c n ch M l eCUl arMa h n M c'nes l i . .

L, o IHa

XU, . e Xi Ch n

C N, i. e HE JaW i

YANG, h— u串 C uL o

Q N, i— i I JnGu

( b i e a oaoyo Ora ia dP l r polc o iMaeil, ol e fC e i r n Hu e y b rtr K L f g nc n oy iO teet nc tr sC lg h m s y d me c r a e o t a Moe ua c n e Wu a nv ri, h n钌 D 7 ) l lr i c, h n U ies y Wu a c S e t D2

Abs r t I e msoft a i on e ton y t tc sr t g d v ng mod sa d r s a c i n fc n e o t ac n t r he b sc c c p i,s n hei tae y, r i i e n e e r h sg ii a c f mo e ulrma hi s t er s a c r g e si l c a c n si e e ty a si e i we a e p o— l c a c ne, e e r h p o r s n mo e ulrma hi e n r c n e sr v e d, nd t r s h r h

p c f e d v l p n f l c lrma h n si as ic s e . e t e eo me t e u a c i e lo d s u s d o t h o mo s Ke wo ds m

o e u a c i e; o a n; e o r a a e c tna e; up a o e u a ef a s mb y y r l c l ma h n r t xa e ps ud—otx n; a e n r s r m lc lrs l- s e l

在探索微观世界的中，有机化学家们正试图探索纳米的世界，实现利用单分子或者超分子体系来模拟并最终替代宏观世界中的许多过程，从而实现器件的纳米尺 寸化.

1分子机器的基本概念 器件是为了一个特定的目的而发明组装出来的东；机器是利用转化、施加或传输能量的机械装置的组合[.宏观器件与机器的概念可以延伸和扩展到分子 2 1

分子机器正是在这样一个背景下受到广泛关注.作

为一种超分子体系，分子机器其各组分之间存在着较弱的相互作用[( 1比如氢键、疏水一 1疏水相互作用等) .当体 系受到外在的某种刺激(比如 p H值变化、吸收光子、电子的得失等),体系的结构发生的某种变化，导致了分子组分间原有的作用被破坏或者新的作用的产生或者加强，从而致使各组分之间发生了相对的、类似于机械运动的某种热运动，并产生了某种可供检测的信号变 化.

水平[. 3分子器件是由许多不连续的分子元件组装起来，】 并且实现特定功能的组装体.分子机器是一种特殊的分 子器件，在分子机器中各个分子元件的相对空间位置可

以在某些外界刺激存在的条件下发生改变【“ 4分子机】 .器”的概念限于较大范围的运动，并且导致了某些元件 的位置发生明显的改变的化学反应系统【. 5】

2分子机器的热力学原理 本文将介绍分子机器的热力学原理、分子机器的分

类以及分子机器研究的进展.

分子机器作为一类超分子体系，各组分问存在着多 种可能的非共价键作用 .¨体系所处的状态分布取决于

E— a l cy n m l: l a g@ e i. h .d .a ma l u e u c w

Re ev d De e e , 0 7 r v s d M ac 5 2 0; c e td M a 0 2 0 . c i e c mb r6 2 0; e ie r h2, 0 8 a c p e y 2, 0 8

教育部新世纪人才基金 (o N E一40 8) N . C T0 .62、湖北省青年杰出人才基金 ( .03 BB 0 )国家自然科学基金( .0 70 7资助项目 No20 A 0 8和 No5 7 35

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