表面活性剂分子的两亲结构使其能吸附在界面上,降低界面张力,从而改善界面性能,最终使表面活性剂在清洁,表面改性,发泡和乳化等过程中得到广泛应用。大量研究表明,界面层中分子的排列模式、分子在界面及其附近的各种运动状态即分子在气液界面的动态吸附或脱附过程直接决定着表面活性剂的应用性能。了解这些应用中表面活性剂吸附或脱附过程对应的时间尺度,对表面活性剂吸附或脱附动力学的研究十分必要。然而,在研究吸附或脱附动力学时,传统方法需要使用诸多假设,例如将平衡关系应用到非平衡体系中。本论文利用一种压缩气泡法得到状态方程γ(Г),实时跟踪表面过剩量Г(t)并且在不使用较多假设的情况下阐明了表面活性剂吸附和脱附过程。阳离子表面活性剂在生物领域受到较多关注,DNA/阳离子表面活性剂体系在DNA提取和纯化以及基因传达等方面都有潜在的应用前景。阳离子表面活性剂与阴离子聚电解质之间的相互作用己被广泛研究,但对于阳离子表面活性剂与DNA作用机理的理解还存在争议,因此对这一复杂体系的进一步深入探讨仍然非常重要。在本论文中,我们系统研究了两种表面活性剂(偶联表面活性剂和离子液体表面活性剂)的胶束化过程,并且探讨了其与DNA之间的相互作用机理。第一章概述了表面活性剂的胶束化过程及其影响因素,表面活性剂的界面性能,阳离子表面活性剂与DNA的相互作用,以及本论文的课题设计思路。同时描述了表面活性剂分子在气液界面上与在体相中的相互转化关系。表面活性剂的界面行为包括表面活性剂的吸附和脱附动力学,成为本论文的第一重要组成部分。阳离子表面活性剂与DNA间的相互作用是本论文的第二重要组成部分。第二章研究了两种表面活性剂体系(非离子表面活性剂C12E6和离子表面活性剂CTAB/100mM NaBr)对应的状态方程和在气液界面上的吸附动力学。利用气泡压缩实验和已知平衡表面张力(γeq)所对应的平衡表面过剩量(Гeq),可得到相对较精确的状态方程。通过气泡压缩法,还可获得表面过剩量与时间的关系Г(t)。由Г(t)可知,表面活性剂在短时间内的吸附由扩散控制,同时计算得到的扩散常数与文献值一致。表面活性剂脱附过程与吸附过程密切相关,第三章介绍了不同表面活性剂体系(C12E6, CTAB/100mM NaBr, TTAB/100mM NaBr和带不同反离子的阴离子表面活性剂AOT)对应的表面活性剂脱附动力学。所研究的表面活性剂的脱附主要由动力学控制,而非单纯由扩散控制,说明在表面活性剂从界面到次表面的脱附过程中存在一个能垒。该能垒受到表面活性剂尾链长度的影响,而不受反离子类型的制约。第四章探讨了阳离子偶联表面活性剂12-2-12·2Br在气液界面上的平衡吸附和动态吸附。不含盐时,表面活性剂在较长时间内的吸附过程中存在一个由静电作用引起的能垒。NaBr浓度对12-2-12.2Br溶液动态表面张力影响较大,但在较短时间内(时间低于滞后时间τ时),盐的加入对12-2-12.2Br的吸附动力学影响不明显,且此时吸附由扩散控制。比较不同表面活性剂体系平衡性质发现,NaBr对12-2-12.2Br的影响比对CTAB的影响更为显著。此外,本章对12-2-12·2Br/100mM NaBr体系的表面活性剂吸附动力学和脱附动力学也进行了系统的研究。第五章介绍了阳离子表面活性剂12-3-12·2Br的胶束化过程及其与DNA的相互作用。12-3-12·2Br胶束化过程是一自发性过程,且由熵驱动。临界胶束浓度(CMC)随温度升高而略微增大,但随离子强度增大而降低。12-3-12·2Br与DNA间存在较强的相互作用,这主要来自12-3-12·2Br和DNA间的静电吸引作用以及表面活性剂尾链间的疏水作用,且DNA构象随着12-3-12·2Br的加入发生了变化。盐的加入将屏蔽静电作用,并促进12-3-12·2Br的胶束化过程。随着DNA浓度的增高,临界聚集浓度(CAC)保持不变,而饱和浓度(C2)增高。12-S-12.2Br中联结基团的长度S(S=3,4,6)对12-S-12.2Br胶束化过程及其与DNA相互作用亦有明显影响,相比之下,12-3-12.2Br的胶束化过程具有较强的自发性,而12-S-12·2Br与DNA间的相互作用随着S的增大而减弱。第六章采用了实验和分子动力学模拟相结合的方法,系统研究了带正电荷的离子液体表面活性剂[C12mim]Br和DNA的相互作用。该相互作用主要来源于静电吸引和疏水作用。[C12mim]Br的聚集过程是一自发过程,是焓和熵同时驱动的结果。随着[C12mim]Br的加入,DNA链将经历压缩、构象变化以及所带电荷变化等过程。分子动力学模拟结果与实验结果吻合良好。