近年来,功能性的分子组装体(超分子)和纳米粒子组装体(超结构和超晶格等)受到了人们的广泛关注,并在先进材料的制备、药物输送、催化、传感和光电器件等多个领域得到了广泛的应用。迄今为止,人们已经探索出了多种方法来制备有序分子聚集体和纳米粒子聚集体。其中,自组装是最简便易行的,也是最常用的一种策略。自组装所利用的是分子之间的弱相互作用或者纳米粒子修饰剂(配体)之间的弱相互作用,包括静电相互作用、氢键、配位键、π-π相互作用和疏水(疏溶剂)作用等。自组装方法包括混合溶剂法、溶剂蒸发法、模板辅助法、旋涂法、浇铸法等多种具体的方法。我们实验室曾利用液/液界面辅助的相转移法使聚合物分子和金属离子在溶液中通过自组装形成了多种双亲嵌段共聚物聚集体。本论文延用并进一步扩展了此方法,即,使一种组分的DMF/氯仿的混合溶液(下相)与另一种组分的水溶液(上相)形成平的液/液界面,利用Ouzo效应,借助于穿越界面的相转移和自发乳化过程,使上相形成O/W乳液,下相形成W/O乳液。这样,原来分处两相的组分则处于同一乳液中,相互结合,自组装形成有序聚集结构。本论文的主要研究工作如下:1.双亲嵌段共聚物/功能性有机小分子聚集结构的调控以聚苯乙烯-嵌-聚丙烯酸(PS-b-PAA)的DMF/CHC13混合溶液为下相,以有机小分子(例如二胺、多巴胺和染料分子)的水溶液为上相形成液/液界面。由于Ouzo效应引起的相转移使DMF液滴携带着嵌段共聚物分子进入水相。这些聚合物分子依靠静电相互作用或氢键与有机小分子结合并进行组装,形成了具有各种形貌的聚集体,如分别对应于蠕虫胶束、囊泡和微胶囊的长而均匀的纳米线、空心球和泡沫。探讨了有机分子特别是二胺分子的分子结构对聚集体形成过程的影响,并分析了这些聚集体的形成机理。这一工作将实验室以前所研究的嵌段共聚物与金属离子的复配体系扩展到嵌段共聚物与有机小分子的复配体系,有望对功能小分子/嵌段共聚物复合微纳米结构的构建提供参考。2.贵金属纳米粒子超结构和超晶格的组装以新鲜制备的金或银水溶胶为上相,以脂肪胺的DMF/CHC13溶液为下相构建了液/液界面。通过穿越界面的相转移过程,DMF将配体带入水溶胶中。配体接着与溶胶粒子结合并进行组装,形成了各种聚集结构,包括球形纳米颗粒组成的椭球形和球形超结构、球形纳米颗粒和纳米棒组成的网络结构以及纳米棒组成的分级结构等。脂肪胺的脂链长度、胶体颗粒的大小,甚至溶胶制备时还原剂的种类和浓度等对形成的聚集结构的形貌和结构都有很大的影响。通过进一步组装还可以得到金纳米粒子/银纳米粒子的卫星-核心型网状结构。这些结构具有良好的非均相催化性能和表面增强的拉曼散射(SERS)性能。这一工作将液/液界面相转移引起的溶液内自组装法由嵌段共聚物组合体的组装扩展到纳米粒子超晶格和超结构的组装上,为纳米粒子组合体的组装提供了一种新的组装策略。3.双亲分子层状纳米片的组装组装双亲分子层状结构的方法有Langmuir单层膜技术和LB多层膜沉积技术、层层组装法和自组装单层膜法等。这里我们将液/液界面相转移引起的溶液自组装法进一步扩展到了双亲分子层状结构的组装上,发展了一种新的双亲分子层状结构的组装技术。以两亲分子(如10,12-二十五碳二炔酸、二十二烷二酸、硬脂酸等)的DMF/氯仿溶液为下相,以金属离子(如Zn2+和Cu2+)的水溶液为上相构建了液/液界面。借助于穿越界面的相转移,双亲分子进入水相与金属离子结合后进行自组装,形成了具有层状结构的纳米片。研究表明,纳米片由偶数个单层构成,朝外的两面为羧基/金属离子配位层。疏水作用、配位作用为纳米片形成的主要驱动力。同时,我们还尝试将两亲分子的DMF溶液直接滴加到水溶液表面上进行组装,发现在气/液界面上也出现了具有层状结构的纳米片,但这些纳米片由奇数个单层构成,朝外的两面,一面为羧基和金属离子配位层,另一面则为脂链层,纳米片具有Janus结构。分析表明,这种纳米片的形成是DMF溶液同时在水面上铺展及向水中扩散的结果。该方法明显不同于传统的Langmuir单层技术,因为后者要求铺展的溶液不能与水混溶。因此可以认为,该方法是传统的Langmuir单层膜技术的扩展。通过进一步的处理,层内的金属离子可以转化成金属硫化物纳米粒子,如硫化锌纳米片。这也提供了一个在限域环境中制备半导体纳米结构的方法。