柱芳烃是一种极具发展前景和应用价值的大环主体。由于水溶性柱芳烃和两亲型柱芳烃在水中良好的溶解能力以及柱芳烃独特的电子效应和空间效应,他们发展出了很多有趣的自组装现象以及应用。本论文主要论述水溶性柱芳烃以及两亲柱芳烃在水中与不同客体发生自组装以后的有趣现象以及应用。第一部分的研究工作利用已被报道的水溶性柱芳烃(WP5)、带有长烷基链的咪唑盐离子液体(G)以及百草枯(PQ)在水相中构建了一种有趣的主客体络合物体系。利用多种检测手段确认了WP5与G发生了主客体络合现象。利用PQ与WP5间的强主客体络合作用,在水相中与G发生竞争络合,从而构建了一种可逆的发泡、消泡的超分子体系。分析了G水溶液较低表面张力的原因和加入WP5以后表面张力恢复的机理。第二部分的研究工作合成了一种新型的两亲柱芳烃(Gemini-AP5)。GeminiAP5能在水相中形成有趣的多层囊泡结构。该多层囊泡结构在额外加入三磷酸腺苷后,在足够的能量和时间的作用下,可以转化为多层纳米管结构。同时,定性分析了Gemini-AP5多层囊泡是组装现象以及自组装结构改变的机理。此外,利用Gemini-AP5多层囊泡结构的特性可以有效的增加了四苯基卟啉在水中的溶解度。为了确定超分子体系的引入不会影响被增溶化合物的性质,增溶后的四苯基卟啉与其他两个苯甲酸型的染料联合构建了一种发射白光的体系。第三部分的研究工作设计并制备了水溶性亚甲基桥联非环萘低聚物(WN2和WN3)。有趣的是,其中一个低聚物WN3可以通过改变p H而用于碳纳米管在水中的可逆分散。