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利用不同的刚性、柔性构筑单元构建目标分子，并进一步制备相应的纳米功能材料是制备特定目标性功能材料的一种常用方法。分子中刚性片段的堆积可形成稳定的骨架，电子在其中产生离域，从而赋予材料一些独特的光电性能;同时分子中的柔性片段可以直接改变分子的分散状态、聚集体的堆积方式或响应外界的刺激，进而影响聚集体的多种物理化学性质。通过调节分子的刚性、柔性部分，可以实现对目标分子结构和性质的有效控制，进而制备具有特殊功能的材料。在本文中，通过对分子的刚性、柔性片段的调控，合成了具有不同性质的构筑单元，并制备出了相应的功能材料，探索了该设计方法在多孔材料、超分子自组装、聚合物改性方面的实际应用。本文的主要内容如下: (1)基于Gemini分子的柔性多孔晶体:通过以偶氮苯为连接基团合成了一类新型的两亲Gemini分子，并通过液相扩散的方法进一步组装成多孔分子晶体。所得晶体对不同的有机气体表现出不同的吸附能力，特别是对氯仿气氛表现出极高的吸附选择性。这种选择性源自于氯仿与晶体骨架具有的较强亲和作用。在晶体吸脱附氯仿过程中，晶体结构产生了明显的膨胀和收缩，表现出典型的呼吸效应。这种呼吸效应主要是由于客体分子进入主体骨架后，使烷基链末端发生形变所导致。 (2)Gemini分子中刚性/柔性片段长度关系对形成晶体的结构及性能的影响:通过调节刚性/柔性基团的相对长度，进一步合成了几种结构类似的Gemini两亲分子。发现，当烷基链长度和连接基团长度比值大约为1.24时，可得到一类独特的晶体结构:在此晶体中，分子的刚性连接基团构成了晶体的整体骨架，而柔性的烷基链通过C-H/π等弱作用附着于骨架上，使晶体具有柔性多孔分子晶体的特性。而当二者的长度比改变时，Gemini分子则不能形成这类晶体。 (3)Gemini分子多级自组装过程的调控:利用含偶氮苯的Gemini两亲分子在由两种沸点差异较大的溶剂形成的梯度溶液中的缓慢挥发过程，可以实现Gemini分子的多级自组装，形成具有不同尺度的聚集体。在实验中，观察到了纤维聚集体从几纳米到几毫米的连续变化过程。此外，还研究了这类线性聚集体的导电性、形状记忆效应及光电响应等特性。通过实验和DFT计算，揭示了分子在梯度溶剂中进行多级组装的机理。 (4)聚合物纤维表面多孔化改性:探索了通过将多孔聚合物接枝于纤维表面从而使聚合物纤维具有多孔结构的方法。这种方法是通过先将功能性单体接枝在纤维表面，然后利用超交联技术构建出具有宏观形貌的多孔材料来实现的。利用这种方法，可以在多孔化改性的过程中，很好地保留纤维的形貌。与传统粉末吸附剂相比，这类纤维材料表现出了优异的吸附速度、稳定性、高耐久性、可塑性以及便于加工成型的特点，是一种具有工业化应用前景的吸附剂。