交联聚合物具有三维网络结构,其最大的特点就是既不能溶解于任何溶剂中,也不能加热熔融。当聚合物发生交联后,材料的宏观力学性能、耐溶剂性以及热稳定性都会发生很大程度的改变。相比于宏观材料,当材料的尺寸降低到纳米级别以后,其性能就会发生很大的改变。例如,交联度对聚合物材料宏观性能影响主要表现在力学和热学性能的改变,但当交联聚合物小到纳米尺度时,交联度的变化会引起纳米材料柔韧性的改变,从而导致材料对分子、离子和微生物的通透性的改变。基于该原理,研究人员设计并制备出具有选择透过性的膜材料。由此可见,交联聚合物纳米材料具有很多宏观材料不具备的性能,但不同于其他纳米材料,交联聚合物纳米材料的合成和应用的相关研究并不多。因此,本论文设计并合成了多种交联聚合物微纳材料,并重点考察交联聚合物微纳结构的应用,如分子印迹、癌症治疗和光控效应等。得到的主要研究成果如下:一、开发了以醇水溶液为溶剂的沉淀聚合方法用于制备高交联的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球。研究结果表明,该方法能够一步制得单分散的高度交联的聚二甲基丙烯酸乙二醇酯微球,其中单体浓度可以提高到20 vol%,远高于传统的沉淀聚合(5 vol%)。聚合速率也有显著的提高,4小时内产率能够达到95%。通过调控反应条件,包括溶剂组成、单体浓度、聚合温度、聚合时间、交联剂与功能单体的比例以及共聚单体的种类,并提出了溶剂热沉淀聚合的反应机理。基于所提出的机理,我们将γ-射线辐射引入到沉淀聚合体系,在常温常压下也成功地制备出了高交联度的聚合物微球。除此之外,我们还将该微球用于分子印迹技术的载体,考察其对双酚A的选择性识别能力。二、通过乳液反应原理,在磁性Fe3O4纳米粒子表面包覆一层具有较大介孔结构的多孔SiO2。利用所合成的核壳结构作为载体,在其表面负载溶菌酶并通过原位聚合包覆一层交联的聚多巴胺(PDA)。当将溶菌酶从模板中洗去之后,该微球可以实现对溶菌酶的选择性识别和吸附。磁性的介孔SiO2微球含有大量的大尺寸介孔(12 nm),既可以提供较多的蛋白质吸附位点,又可以促进蛋白质在PDA层的扩散和传输,从而实现快速的结合过程。进一步研究表明,这种微球可以快速且大量地从蛋清中选择性提取溶菌酶,并在近红外(NIR)激光照射下能迅速释放出被结合的溶菌酶。被释放的溶菌酶表现出较高的生物活性,能够高效的分解大肠杆菌细胞壁中的肽聚糖。由此可见,这种较大介孔结构的模板能够大幅度提高蛋白质分子表面印迹技术的效率。三、我们制备了一种新型多功能纳米粒子,可以将自由基治疗、近红外光热治疗、磁靶向以及核磁共振成像结合在一起,构筑了癌症诊疗一体化纳米平台。首先我们制备出磁性多孔纳米棒作为模板材料,在其表面吸附过氧化氢酶(CAT)后,再利用原位聚合在模板微球表面包覆一层对CAT具有选择性吸附能力的聚多巴胺分子印迹层,从而得到多功能的纳米粒子。将该纳米粒子导入细胞内时,其能够特异性捕捉细胞内的CAT,并抑制CAT的生物活性,进而诱发癌细胞内过氧化氢含量的增加。再利用纳米棒释放出的铁离子诱发细胞内的芬顿反应,将累计的过氧化氢分解生成生物毒性更高的.OH自由基,诱发癌细胞的凋亡。除此之外,上述制备的纳米粒子具有良好的近红外光热效应(50.9%),从而可以实现光热治疗。与此同时,磁性纳米核可以实现磁分离和靶向以及磁共振成像(MRI)的功能。因此,这项工作提供了一种构筑癌症诊疗一体化平台的新方法。四、利用交联的间苯二酚-甲醛(RF)胶囊构筑受限空间,并在受限空间内部生长各向异性的金属纳米结构材料,产物的形貌和尺寸以及光学性能都可以由RF胶囊的形貌所调控。首先,利用各向异性的Ag/Au纳米片作为晶种,利用表面包覆的方法将其包埋在空心RF胶囊内部,再利用各向异性的生长方法制备出大尺寸的银纳米片(60-400 nm)。TEM分析表明,这种方法可以高效的合成尺寸均匀的银纳米片,且纳米片的大小可以调控。除此之外,我们还利用模板法制备出棒状的RF胶囊,在内部利用晶种生长法成功的制备了各向异性的Cu纳米棒,这种方法克服了传统晶种调控纳米晶生长在制备Cu纳米粒子时所面临的挑战。基于Cu纳米棒的强吸收光学性质,我们将合成的Cu纳米结构作为光热基元用于智能器件的光驱动。