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氢键作为一种弱的相互作用方式，一直受到科研工作者的青睐。由于强的导向作用和灵活的可调性，它不仅在基础理论研究中是一个重要的研究对象，在晶体工程中还有着极其广泛的应用。尤其是通过氢键的导向作用和可调性，有机晶体不但可以形成特定的晶体结构，而且可以实现在溶液状态中难以实现的特殊性能和化学反应。比如，某些含有羧基或胺基的有机分子，在氢键的作用下可以自组装形成具有多孔性的有机晶体，而这类晶体又可以通过扩散作用允许其他的有机小分子进入其中的特定部位，近而在一定地条件下发生有机反应;含有该类官能团的有机分子在与其他有机分子的共结晶过程中，形成特殊结构或者以一定的方式将其包合在有机晶体的空腔中，近而使其具有某种性能;另外，含有不饱和基团的有机分子在与其他有机分子的共结晶过程中形成有序的排列，近而在一定条件下发生某种化学反应。
在本论文中，我们采用了含有羧基的星型有机分子HCPB作为主体，与一系列含有吡啶环的客体分子进行组装，得到了具有一定空腔结构的氢键连的多孔有机晶体。在晶体结构中，客体分子填充在空腔中，而不是与羧基形成氢键作用，这种现象在以前的文献中是鲜有报导的。随后，我们引入具有较大共轭体系的芘作为客体分子与HCPB(hexakis(4-carboxylphenyl)benzene)进行组装。在共结晶体中，芘分子以二聚体形式被包合在空腔中，近而我们研究了这种二聚体的固态荧光性能。接着，我们又引入了反式-α-甲基乙烯苯(trans-α-Methylstilbene)作为客体分子与HCPB进行组装。在共结晶体中客体分子依然以扭曲的二聚体形式填充在空腔中，近而我们对它在光照条件下的环合反应进行了研究。
设计合成了具有末端烯烃/炔烃的有机羧酸BATA/BPTA，并与其他含有吡啶环的组分进行组装，希望得到具有一定空腔结构的有机晶体，近而研究它们在光照条件下的交联反应。另外，我们还设计合成了具有C=N不饱和基团的吡啶类化合物，并与间苯二酚(Resorcinol)及其衍生物进行组装。在晶体结构中，我们希望C=N双键能够有序地平行排列，近而研究它们在光照条件下的环合反应。
采用了其他含有羧基的线型有机分子与胍、N(Et)4OH在水溶液中进行共结晶。在这些晶体结构中，羧酸根阴离子与胍阳离子之间形成很强的+N—H…O-氢键作用，而水分子通过相互间的氢键作用形成一维的水分子链状结构，同时通过与阴阳离子之间的氢键作用稳定地存在于晶体结构的一维空腔中，我们从结构和热力学实验方面对这种水分子链的质子/水分子传递进行了研究。