长期以来,人们通过对自然界生物的不断观察与模拟,开发出许多具有特殊性能的新材料。其中包括海洋贻贝类生物能够强有力的黏附于几乎任何材料表面这一现象。通过对贻贝与基材黏附位点的研究,人们发现这种强劲的黏附能力主要来源于贻贝类生物足丝分泌的黏附蛋白。3,4-左旋多巴(DOPA)是具有这种高强度,高韧性黏附蛋白的重要组成部分。多巴胺作为多巴衍生物中的重要成员之一,因具有与多巴相似的分子结构和性质,同样能够对几乎所有类型的有机或无机材料表面进行仿生修饰,而引起研究者的广泛关注。基于对多巴胺的结构、聚合机理以及物理化学特性的了解,本论文对海洋贻贝类生物黏附行为进行模拟,在弱碱有氧环境下促使多巴胺氧化自聚合,在不同基底材料表面仿生修饰上黏附性聚多巴胺(PDA),实现材料表面功能化修饰;进一步利用聚多巴胺涂层中的活性基团(邻苯二酚基团、氨基基团等)作为反应平台,对材料实施多类型的二次功能化反应,制备出具有多种功能用途的复合材料。通过研究聚多巴胺类复合材料的化学组成、结构与性能之间的相互关系,为其在不同领域的应用提供理论依据。具体研究内容及结果如下:(1)通过分散聚合的方法制备单分散的聚苯乙烯(PS)微球,以此为模板并在其表面仿生修饰上聚多巴胺涂层(PS@PDA复合微球),利用聚多巴胺涂层表面的邻苯二酚基团和氨基基团等活性基团,使加入反应体系中的氯金酸离子(AuCl4-)被原位还原为Au纳米粒子,并牢固的结合在聚多巴胺层表面;选择三氯甲烷选择性除去PS微球,得到具有空心结构的PDA@Au复合微球,并以此PDA@Au空心微球作为治疗诊断剂而对其超声成像和光热治疗能力进行研究。(2)以磺化PS微球(SPS)为模板材料,利用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在乙醇/水介质中对银氨离子([Ag(NH3)2]+)的稳定性和还原性,可在SPS微球表面负载一层分散均匀且致密的Ag纳米颗粒层(记为SPS@Ag复合微球)。然后,对SPS@Ag复合微球表面仿生修饰上聚多巴胺壳层,并利用聚多巴胺壳层表面活性基团原位还原银氨离子为Ag纳米颗粒,最后利用三氯甲烷选择性除去模板SPS微球,制备“三明治状”Ag@PDA@Ag空心微球。考察其作为抗菌材料的抗菌性能及生物相容性进行测试评估。(3)将单分散的PS微球滴加到多巴胺溶液(Tris buffer,pH 8.5)表面,PS微球通过自组装方式在气液界面形成单层有序排列的PS微球胶体晶体。随着时间的延续,多巴胺在弱碱性有氧环境下发生氧化自聚合反应,并在PS微球浸入溶液部分修饰上聚多巴胺壳层。采用硅片承载制备出的PS@PDA薄膜,并通过溶剂移除PS模板构筑出PDA有序碗状阵列结构;经后续PDA原位还原[Ag(NH3)2]+得到Ag纳米颗粒负载的PDA有序碗状阵列结构。将此材料进行疏水化处理后作为拉曼增强(SERS)基底材料对罗丹明6G(R6G)探针分子进行拉曼信号增强测试。(4)以三聚氰胺甲醛(MF)海绵,不锈钢网格等作为基底材料,利用多巴胺在水/乙醇/氨水混合体系中发生氧化自聚合反应,可在基底材料表面形成聚多巴胺粒子的聚集体,以此构筑的粗糙结构与荷叶表面的多级结构类似;再通过化学气相沉积(CVD)的方法,在聚多巴胺修饰的材料表面引入具有较低表面能的物质-1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇。以此方法制备出具有超疏水、超亲油性能的功能材料,并且对此类材料的机械稳定性、化学稳定性、环境稳定性等进行测试,最后以各种有机溶剂、常用油做为考察对象,对所制备材料的油/水分离效果进行测试评估。