分子及纳米粒子的可控自组装是自下而上构建宏观功能体系的重要途径。自组装单元的相互作用机制，以及分子(纳米粒子)聚集状态与体系宏观性能之间的关联是值得人们探究的重要课题。和频光谱是一种具有表界面选择性的振动光谱技术，我们将其应用于研究双亲分子及纳米粒子的界面自组装行为，并探讨了某些相关体系中界面分子状态对材料光、电性质的影响。例如我们以油酸为保护剂合成了不同尺寸的稀土材料纳米片，采用溶剂蒸发驱动自组装的方法在水或乙二醇的表面(气-液界面)制备了二维自组装薄膜，并采用和频振动光谱技术考察了自组装过程中纳米片表面油酸分子所含甲基和亚甲基的取向分布变化情况，结果表明纳米片自组装时其表面分子存在明显的无序-有序转变，图1示意了其可能的机制。此外，我们还利用同样的技术研究了表面活性剂在水-气界面的聚集行为、胶束液滴成咖啡环时的分子取向行为、有机光伏体系中界面自组装分子层的作用机制等。