基于富勒烯的超分子自组装及光诱导电子转移与能量传递研究

本课题旨在发展和完善基于富勒烯的给-受超分子自组装技术，探索其光诱导的电子转移、能量传递及储存性质、功能，为人工模拟光合作用提供理论模型。目前基于富勒烯的共价连接的给-受体系已有比较深入的研究，非共价体系研究较少，利用未经化学修饰的富勒烯分子为电子受体，采用自组装的手段获得超分子给-受体系的研究是一个新的尝试。这类超分子在结构、原理上更接近于具有实际光合作用功能的天然体系，可有效地保持富勒烯高对称的π电子结构不受破坏，利于电荷（电子或空穴）在这个刚性、限域的球状芳香体系内离域，延长电荷分离态寿命；而且富勒烯分子与电子给体的非共价连接可降低电子逆向传输的输率，从而提高光能转化效率。这种非共价连接可能遇到的困难是电子转移、能量传递的量子效率不高，可通过增强主、客体耦合、加大分子轨道的交叠程度来解决。