设计合成具有纳米尺寸的管（孔）材料是纳米科学研究的前沿，这些材料具有的纳米效应在物质传输，分离和检测等领域具有非常重要的用途。近年来，国际上对有机纳米孔结构的研究取得了不少令人鼓舞的进展。但报道的有机纳米管大多由非刚性构件自组装而成，具有易变形的内孔，其内径及其功能很难得到精确控制。龚兵研究团队一直致力于有机刚性大环的设计合成、大环的自组装规律、组装纳米管的结构和性能、纳米管阵列和输运选择性等方面的研究，发现合成的刚性大环组装体具有良好的输运性能（Gong, Shao, et al., Nature Commun. 2012, 3, 949)；可形成高通量长时间的跨膜离子通道；有些大环纳米管展现了奇异的离子通道性能,具有只在生物体系发现的极高效率与极高选择性(Gong, Lu, et al., J. Am. Chem. Soc. 2016,138, 2749)。最近龚兵研究团队在芳炔大环方面又取得新的进展，研究工作发表在美国化学会志（Yulong Zhong, Yi Yang, Yi Shen, Wenwu Xu, Qiuhua Wang, Alan L. Connor, Xibin Zhou, Lan He, Xiao Cheng Zeng,  Zhifeng Shao, Zhong-lin Lu,*  and Bing Gong*, J. Am. Chem. Soc. 2017,139, 15950）。具体工作介绍如下：

研究组合成了一系列具有含氢键侧链但不同骨架电子性质的六元苯乙炔(m-PE)大环，用以观察多重氢键相互作用对管状自组装行为的影响效果。经过¹H NMR，紫外，荧光，圆二色谱等多种表征手段证明，相比较于不含侧链氢键类似大环的自相互作用强度受到骨架电子性质的很大影响，这一系列具有侧链氢键的苯乙炔大环在非极性溶剂，微摩尔级的低浓度下均可以表现出较强的聚集现象。增大溶剂极性则使得大环聚集强度迅速减弱，在THF和DMF中，大环均以单分子形态存在。通过观察到溶剂极性对这类大环的聚集强度影响以及一个不含侧链氢键的对比大环在同等条件下并不能自聚集的结果，可以得知侧链氢键相互作用在该类大环的聚集中起到主导作用，而骨架电子性质的不同并不会明显改变这些大环的聚集。荧光以及圆二色谱实验证明了这些大环在同一方向上面对面组装，形成螺旋结构，相邻大环旋转一定角度，使得各个苯环单元相互错位排列。大环聚集形成的管状自组装均通过原子力显微镜(AFM)观察到的单管精细微观结构得到证实。另外，研究还发现不同骨架电子性质的大环之间会发生混合组装，形成混装纳米管。该研究证明了该类刚性大环在侧链氢键驱动下有序自组装的普适性，对于为数不多可以形成管状堆积结构不同的系列分子是一个重要的补充，且为未来自组装纳米管内腔的结构功能修饰提供了可能。

论文的第一作者是化学学院2016届博士生钟彧龙，目前他在美国纽约州立大学布法罗分校从事博士后工作，第二作者是化学学院2014届硕士生杨懿。