轮烷的形成提供了一种独特的策略来改善分子、聚合物和材料的性能，而不改变它们的共价结构。纳米石墨烯是延伸超过1 nm的多环芳烃（PAHs）。纳米石墨烯显示出高度可调节的光电，氧化还原以及电荷和激子传输特性，这些特性随稠合芳环的数量及其排列以及芳族骨架中嵌入的杂原子的数量和位置而变化。一维延伸的纳米石墨烯，例如带状纳米石墨烯和石墨烯纳米带，由于其独特的边缘，宽度和长度相关的电子，光学和机械性能，以及开发电子新材料的潜力而备受关注。

有鉴于此，西班牙UPV/EHU的Aurelio Mateo-Alonso报道了分别与苯、蒽和苯并二噻吩侧壁机械联锁的氮化纳米分子1@A、1@B和1@C的合成。在该系列轮烷中，纳米石墨烯1既可作为哑铃，又可作为模板。

文章要点

1）核磁共振和单晶X射线衍射表明，纳米石墨烯骨架中的氮原子通过氢键相互作用助力大环的剪裁反应（clipping reaction）。与纳米石墨烯1相比，机械联锁的纳米石墨烯1@A、1@B和1@C具有更高的热稳定性和光化学稳定性，有利说明了大环化合物的稳定作用。

2）吸收，荧光和电化学测量表明，大环化合物可以调节纳米石墨烯1的光电和氧化还原特性，还可以引入新的纳米环。例如，从大环到包封的纳米石墨烯，1@B和1@C呈现双重荧光，1@C呈现轮烷内Forster能量转移（FRET）。

这项工作提供了一种制备机械联锁的氮化纳米石墨烯的方法，并提供了联锁大环化合物对其性能的影响的概念验证。

Alberto Riaño, et al, Mechanically Interlocked Nitrogenated Nanographenes, J. Am. Chem. Soc., 2020

DOI: 10.1021/jacs.0c10345

https://dx.doi.org/10.1021/jacs.0c10345