具有刺激响应性、结构可调性、动态可逆性、生物相容性及可大规模合成等优异特性的超分子组装多肽凝胶,在生命科学、材料科学、光电及能源等领域具有广阔的应用前景。已报道的多肽凝胶主要通过试错法偶然获得,存在耗时长、成本高等问题,这限制了多肽凝胶的应用。目前,科学地预测多肽如何通过自组装形成凝胶仍是一大挑战。因此,亟需对多肽自组装过程和成胶行为进行研究,以获取其自组装和凝胶化的规律,进而为胶凝剂的构建和开发提供支持。尤其是,具有不同机械性能的多肽凝胶显示出截然不同的功能,这凸显出了调控凝胶机械性能的重要性。基于此,本论文聚焦于多肽超分子网络的构建及凝胶性能调控研究,旨在为多肽胶凝剂的设计和凝胶机械性能的调控提供一些解决方案。本论文的主要研究内容概述如下。第一部分:多肽乙醇凝胶的构建及其性能研究。现有研究报道,乙基纤维素的乙醇凝胶可携带大量的乙醇并通过注射一次性地释放到病灶中,以最大化乙醇消融术（Ethanol Ablation,EA）单剂量治疗的效率,并降低乙醇对肿瘤周围正常组织的副作用。为改善乙基纤维素不可生物降解和生物相容性低的缺点,本文开发了一种自组装五肽ECAYF（EAF-5）,以形成具有粘弹性和类固性的稳定自修复乙醇凝胶。研究发现,EAF-5肽分子采用氢键结合的β-折叠二级结构,在π-π相互作用的驱动下自组装成纤维,并通过三维交联固定大量乙醇溶剂而凝胶化。我们还探究了EAF-5分子在不同体积比的乙醇/H2O混合液中的自组装行为,发现乙醇可促进EAF-5在混合液中自组装形成纤维。这项工作有助于理解在凝胶化过程中有机溶剂的重要作用以及溶剂和胶凝剂分子间复杂的相互作用,并为EA治疗肿瘤提供了生物相容性良好的乙醇凝胶材料。第二部分:溶剂分子结构调控多肽自组装及凝胶性能。为探索溶剂的分子结构对多肽有机凝胶特性的影响,本文系统研究了EAF-5肽在各种醇中的二级结构、组装形态和凝胶行为。我们发现醇溶剂分子的侧链和碳链长度在EAF-5的自组装和凝胶化中起关键作用。其中,EAF-5肽分子在乙醇、丙醇、丁醇、正戊醇和正己醇等醇溶剂中形成了以β-折叠为主的二级结构,并自组装成多肽纤维以缠绕形成三维网络,从而固定醇溶剂以形成储存模量值在4个数量级内可调控的有机凝胶。我们推测,在具有更长碳链和更多侧链甲基的醇分子体系中,减弱的胶凝剂-溶剂相互作用和增强的胶凝剂-胶凝剂相互作用,促使EAF-5更容易自组装成纤维结构。该项工作为理解胶凝剂和溶剂之间的相互作用提供了新的视角,有助于设计多肽有机胶凝剂,并为通过溶剂分子结构调控凝胶性能奠定了基础。第三部分:多肽分子结构调控其自组装及凝胶性能。为全面理解多肽分子结构的细微变化对其在乙醇中的凝胶化的影响,我们系统研究了分子结构略有差异的多肽ECAFF（ECF-5）、EAF-5、ECGFF（GFF-5）和ECGYF（EF-5）在乙醇中的凝胶行为。结果表明ECF-5、EAF-5和GFF-5可形成乙醇凝胶,而即使在很高浓度的情况下EF-5也只形成透明的乙醇溶液;在三种乙醇凝胶中,ECF-5的乙醇凝胶具有更高的储能模量值（～10~4 Pa）;进一步研究表明,相较于EAF-5和GFF-5,ECF-5的乙醇凝胶由更紧密缠绕的纤维束组成,其中的多肽分子具有更高比例的β-折叠二级结构;这可能由于五肽中酪氨酸（Y）被苯丙氨酸（F）替换后增强了多肽分子间的π-π堆积相互作用,并与序列中的丙氨酸（A）协同作用促进了多肽自组装形成纤维结构。该项研究有助于阐明多肽乙醇凝胶的形成机制,并提供了一种通过微调多肽侧链基团来调控乙醇凝胶机械性能的方法。第四部分:手性调控多肽自/共组装及凝胶性能。我们设计了两种由全L型氨基酸和全D-型氨基酸组成的手性肽（分别命名为ECF-5和ecf-5）,并研究了其组装和凝胶行为。我们发现,ecf-5可自组装成与ECF-5类似纤维结构且机械性能相当的稳定水凝胶。而且,ECF-5和ecf-5在不同混合比下的二级结构、共组装纳米结构和凝胶行为存在差异。在混合体系中手性肽倾向于形成β-折叠二级结构;此外,与1:1混合相比,二者在非等比混合下倾向于形成更多稳定的反平行β-折叠二级结构。在1:1混合时,ECF-5和ecf-5共组装成连续平滑的细纤维结构;而在非等比条件下,二者共组装成分段的宽纤维结构。另外,非等比共组装水凝胶表现出更高的储存模量值（～10~5 Pa）,对应更强的类固性。不同混合比下的共组装结构均显示出良好的生物相容性,对细胞基本无毒性。因此,我们通过改变手性肽的混合比调控了多肽的共组装和成胶行为。由于共组装体系中D-型多肽不易被细胞分泌的蛋白酶水解,所构建的共组装水凝胶有望应用作细胞三维培养的支架。