纳米结构材料由于自身优良的特殊性能及其在电子、光学、生物医学、光电子和催化剂等方面的广泛应用,激发了人们持续增长的研究兴趣。类淀粉蛋白纤维模板法是近年来刚兴起的可控合成特定结构纳米材料的新方法。作为一种由蛋白分子自组装形成的高度有序的线性集合体,类淀粉蛋白纤维在健康与疾病中的生物学作用及构建人工蛋白骨架的生物功能材料应用上具有非凡的潜能,受到广泛的关注。本论文选取了卵清溶菌酶(HEWL)这种廉价易得的类淀粉蛋白,在系统研究其纤维化变性所需物理化学环境的基础上,通过人工干预和设计将其塑造成特定形貌的纤维模板,进行了铂、钯、金贵金属纳米材料的温和可控自组装,并对所制备的贵金属纳米材料进行了电催化和荧光性能考察,以评价其作为燃料电池电催化剂和荧光器件材料的表现。主要研究内容和结果归纳如下:(1)系统考察了影响卵清溶菌酶蛋白纤维化的各方面因素,包括pH值、底物蛋白浓度、溶液离子强度、加热孵育时间,以及外力作用等。通过合理调控这些因素,将溶菌酶蛋白纤维化的时间由数周压缩到了三天,大幅降低了其时间成本,并采用旋转加热法得到了纤维直径仅为3.5 nm左右,长约4μm的定向纤维阵列。(2)利用HEWL蛋白处于不同孵育阶段的纤维作为模板,分别控制合成出了铂纳米球链、铂纳米粒子链和定向铂纳米线阵列。发现不同成熟度的HEWL蛋白纤维对产物的形貌影响很大,充分说明了HEWL纤维模板对铂纳米晶形貌的主导作用。同时,发现铂纳米晶的制备与纤维溶液的黏度、共孵育的时间、还原剂的种类、还原过程的操作等密切相关,而采用反应釜提供的稍高温高压则可以显著改善铂纳米晶的晶化效果。(3)利用不同成熟度的HEWL蛋白纤维作为模板进行了钯纳米球、钯纳米花、钯纳米链和钯纳米线等一系列钯纳米晶的制备。实验发现与铂纳米晶的制备不同,钯前驱盐可以促进HEWL的纤维化,使得以未成熟的HEWL纤维作为模板便可以自组装出钯纳米线,相反,以成熟的HEWL纤维作为模板反而难以实现钯纳米晶的组装;同时,未成熟的HEWL蛋白表现出一定程度的弱还原性,可将其上特异性吸附的钯前驱盐少部分还原成钯纳米粒子。此外,采用反应釜可以成熟HEWL纤维为模板,在稍高温高压下制备出形貌一致、尺寸均一、单分散的钯纳米颗粒。(4)对所制备的铂、钯纳米晶进行了一系列电催化性能测试。测试前对纳米晶进行了碳化处理,以改善纤维模板的导电性。实验发现不同结构形貌的纳米晶因粒子大小、排列分布方式等不同表现出差异化的电催化活性。析氢实验计算出c-HEWL-PtNPCs的ECSA为65.02 m2/g,远高于市售的JM Pt/C催化剂的37.5 m2/g;甲醇氧化电催化发现c-HEWL-PtNPCs在第一步催化甲醇氧化方面的能力优于JM Pt/C,且具有比JM Pt/C更大的峰电流密度;氧还原测试发现c-HEWL-PtNPCs的极限扩散电流密度0.16 m A/cm2高于JM Pt/C的0.14 mA/cm2。对c-HEWL-PdNWs的析氢和甲醇氧化测试同样发现其具有优秀的电催化活性。(5)利用不同成熟度的HEWL纤维进行了金纳米链和金纳米粒子链的可控合成,发现在不改变模板和前驱盐摩尔比的情况下,通过还原过程热激处理可以显著改善金纳米粒子在HEWL纤维上的负载。光学性能测试表明所制备的金纳米粒子链具有良好的荧光性能,是一种潜在的荧光器件材料。