稠环共轭芳烃具有优异的光电性能被广泛地应用于有机合成化学、材料科学和超分子化学等领域。通过对稠环共轭芳烃骨架进行化学修饰（如主族元素掺杂、大小、形状以及维度改变等），可以有效的调控稠环化合物的电子结构和组装性能，从而获得性能优异且多样化的有机功能材料。

与平面稠环芳烃相比，碗状共轭分子呈现出独特的化学/物理性能。兰州大学邵向锋课题组一直致力于碗状分子硫族原子杂化素馨烯（TCSs）的设计合成以及区域可控功能化衍生研究。

为了拓展TCSs的功能性应用以及发展具有新颖结构和性能的共轭体系，将TCSs与其他功能单元相融合是一条有效途径。基于该思路，邵向锋小组与兰州大学袁呈山小组合作，将三蝶烯和硫族元素杂化素馨烯（TCSs）通过吡嗪单元相结合，形成了具有三维空间结构的“水车”状分子（图1）。飞秒瞬态光谱研究表明，“分子水车”在激发态形成两个寿命不同的电荷分离态CS¹和CS²，其中CS²态是由CS¹态通过三个分支之间基于“电子-声子耦合”诱导的分子间内电荷转移形成（图1），CS²在近红外二区（1165‒1400 nm）呈现出强吸收。

荧光光谱、核磁滴定以及单晶结构显示，该“分子水车”是优异的富勒烯受体。它们与C₆₀ 和 C₇₀ 均能形成结合比为1 : 1的主客体包络复合物（图2a-2b），但是跟C₆₀ 和 C₇₀ 的结合常数有很大差异。基于结合常数的差异性，“分子水车”能从C₆₀和 C₇₀的混合溶液中选择性地分离出C₆₀分子，纯度高达99.5%（图2c）。

这项工作表明，通过碗状共轭分子与其他单元的可控融合，能够实现“1 + 1 > 2”的功能增益，对创制结构和功能多样化的共轭稠环化合物具有重要的指导意义。

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