西北大学韩英锋课题组报道了一种基于金属卡宾基元的多功能超分子体系，可通过冠醚基元的识别序列精确调控电化学活性中心的氧化还原性质。随后进一步通过分层自组装，构建了一种具有刺激响应与自愈属性的多功能超分子凝胶。

近年来，通过多聚氮杂环卡宾（N-heterocyclic carbene, NHC）替代Werner型配体构建离散型金属超分子结构已成为一个备受关注的研究领域。然而，不同于后者，多数已知的多聚NHC配合物缺乏特定的功能基元，特别是那些具有两个或两个以上的功能组分，这限制了其结构的复杂性和性质的多样性。鉴于这种局限性，作者试图开发一种金属-卡宾键连接的多功能集成结构，探索这种基于金属卡宾基元的多功能超分子体系的结构-功能-应用关系，并利用分层自组装策略进一步将功能化的金属卡宾基元的分子级信息转化为复杂的材料特性。

首先，作者制备了一种多功能集成的金属-卡宾超分子配合物，配有基于二茂铁的电化学活性部分和苯并21-冠-7的柔性大环部分，NOESY实验与DFT计算表明柔性大环的灵活性受到二茂铁单元的限制。主客体相互作用发生后，冠醚的灵活性受互穿客体的影响进一步被限制，同时不同官能团彼此远离，进而引发了电化学活性中心的氧化还原性质的转变。此外，作者立足于长期以来聚二茂铁物种的制备受制于复杂繁琐的合成步骤，尝试通过双铵盐交联剂来交联多功能配合物，构建了一种具有多聚二茂铁与多聚NHC的多功能高阶体系，并在高浓度下形成了具有刺激响应与自愈属性的超分子凝胶，同时流变实验也佐证了金属-卡宾基元对于提升材料硬度上的增益。

该项工作阐明了一种基于金属卡宾基元的多功能配合物的构建，包括不同官能团之间的相互作用的揭示、以及涉及多功能组分的分层系统的开发。这对于为开发功能导向的多聚NHC组装体，构建多聚NHC的分层系统提供了借鉴意义。