自分子电子学诞生以来，核心目的是设计能够实现特定功能的分子电子器件。超分子结构可精准调节分子间非共价相作用以调控电荷传输，在功能性分子电子器件领域极具前景，但其用于响应外部物理刺激并产生特异性电信号的研究尚未系统开展。

近日，武汉大学的郭存兰教授和吉林大学的王明教授合作，构建了基于卟啉金属配位超分子笼的自组装单层膜，通过超分子笼中的刚性配体，调控卟啉基团间相互作用，实现卟啉基分子结的光响应电荷传输。

卟啉类衍生物在可见光范围内表现出强吸收特性，在光照射下可通过电子-空穴对分离产生电荷分离态，改变电荷传输性质。作者通过引入刚性配体增加了两个卟啉单元之间的空间距离，减弱了它们之间的相互作用，构建了相较于单体具有更高电子-空穴对分离效率的卟啉超分子笼结构。凭借这一优势，卟啉超分子笼在固态分子结中实现了更显著的光响应电荷传输性质。

由开尔文探针力显微镜测量得到的表面光电压结果显示，固相自组装膜中，卟啉超分子笼相较于卟啉单体表现出更优异的电子-空穴对分离能力。此外，卟啉超分子笼的光响应电荷传输性质可以通过卟啉内配位的金属离子种类以及笼与电极之间的距离来精确调控。

理论计算进一步表明，在光激发下，卟啉超分子笼分子与电极间的能极差显著增大，从而导致了电荷传输能力的减弱。

该工作不仅建立了一种提高卟啉中电子-空穴对分离效率的超分子策略，还阐明了其与光响应电荷传输的关系，为设计具有可调功能的光电分子器件提供了新的方法。

Supramolecular Structure Enabled Photo-Responsive Charge Transport in Porphyrin-Based Junctions

Ziang Zhang, Jie Tang, Yongkang Zhang, Pan Qi, Xinrui Zhang, Haohao Fu, Prof. Dr. Ming Wang, Prof. Dr Cunlan Guo

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202508443