浙江工业大学杜光焰教授团队构筑了一例机械互锁的两亲性双稳态[2]轮烷H₂，通过调控pH来改变H₂的两亲性，使得H₂的聚集形貌展现出从纳米球到囊泡的转变，同时伴随着荧光淬灭，为合成更多具有新型组装能力的两亲性机械互锁分子和“自下而上”构建具备多重功能的动态智能材料提供了新的平台。

对于双稳态[2]轮烷而言，可通过多种外部刺激（pH,光，电，氧化还原等）来调控大环和“哑铃”轴上不同位点之间的识别，进而实现大环在轴上的可控穿梭运动。近30年间，得益于合成化学的飞速发展，大量功能化的双稳态[2]轮烷分子被设计和制备出来，并成为构建人工分子机器和智能材料的重要基元分子。将两亲性特征引入至双稳态[2]轮烷中则可以进一步拓展其组装潜力，并有望获得具有更加丰富新奇物性的组装体。

基于上述设想，课题组合成了一种两亲性双稳态[2]轮烷H₂。该轮烷的轴上含有一个荧光发射团4-morpholin-naphthalimide (MA)并作为轮烷的封端基团，而大环组分则由三联吡啶(TPY)修饰的二苯并-24冠-8 (DB24C8)构成。通过溶液核磁表征证实，H2上的大环能在酸/碱刺激下进行可控的穿梭运动。由于MA与TPY间存在距离依赖的光诱导电子转移(PET)过程，H₂表现出pH控制的荧光开/关现象。此外，由于TPY与MA之间存在荧光共振能量转移(FRET)过程，加入金属离子如Zn2+,Cu2+,Fe2+后因为配位作用而抑制了FRET过程，使得H₂的荧光还表现出独特的金属离子响应性。由于轮烷H₂独特的两亲性特征，使其在H₂O/CH₃CN混合溶剂中表现出优异的自组装能力，并获得了纳米球结构的聚集体。同样，通过调控pH来控制大环的穿梭运动可诱导H2两亲性的变化，并使得H₂的聚集形态可以在纳米球与囊泡之间发生可逆转换。有趣的是，在加入化学计量的Zn2+后，H₂的聚集体转变为长珍珠链状结构。此外，H₂在其聚集状态下也显示出pH调控的荧光发射与淬灭现象，实现了轮烷大环穿梭运动的“可视化”。

针对两亲性分子在超分子化学乃至化学化工领域的重要基础地位，并基于近期报道的两亲性机械互锁分子范例，本研究最后提出了全新的Mechanially bonded amphiphiles (MBAs)，即“机械键合两亲物”的概念，并有望成为继传统的共价键合两亲分子、超两亲分子之后的又一类重要组装基元，为合成更多具备组装功能的机械互锁分子和“自下而上”构建新颖动态智能材料提供了无限可能。