针对目前具有广泛应用的油相-超临界二氧化碳(scCO₂)混合体系，我们提出了“油-CO₂两亲分子”的概念，实验设计筛选出了一类以多酯头基作为亲CO₂基团，长碳链作为亲油基团的油-CO₂两亲分子。本工作以白油、煤油等为油相，以自主开发的可视化混相方法作为评价方式，以降低两相最低混相压力的助混效率为指标，系统研究了油-scCO₂体系的助混规律。结果表明：(1)越多的酯基将提供越强的“亲CO₂性”；(2)碳链长度为16的助混剂拥有最佳的助混效果；(3)与scCO₂性质差异越大的油相，两亲分子的助混差异越明显，体现了油相种类带来的区分与拉平效应。本工作不仅将经典的水/油两亲分子概念扩展到油-scCO₂两亲体系，对于实际生产中scCO₂驱油也具有重要的指导意义。

近年来，高性能薄膜基气体传感器的研制备受关注，所涉及的涂层化学已经成为物理化学学科发展的一个热点。传感因分析物与敏感层(涂层)物质相互作用引起薄膜特定静态及动态物理量变化而实现，因此，薄膜传感性能势必受到敏感层物质种类和敏感层微纳结构等因素影响。就薄膜基荧光传感而言，荧光敏感物质的结构和性质对薄膜传感性能起着至关重要的作用。同时，因毛细凝结、色谱效应、尺寸效应、分子间相互作用等因素的存在，敏感层微观结构也极大地影响着薄膜的传感性能。本文结合课题组近期研究工作，简要讨论薄膜基荧光气体传感器研究中的涂层化学基本问题，以及相关薄膜基荧光传感器在隐藏爆炸物、毒品、挥发性有机污染物检测/监测等方面的应用探索。最后，文章展望了薄膜基荧光气体传感器的发展前景和所面临的主要挑战。

肽基超分子胶体是基于肽分子间超分子作用，自发形成且具有有序分子排布及规整结构，兼具传统胶体及超分子特性的组装体系。利用超分子弱相互作用构筑功能性胶体，不仅是人们对生命组装进程深入理解的有效手段，也是实现优异的超分子材料的重要途径。肽分子具有组成明确、性能可调、生物安全性高及可降解等优势，是超分子化学、胶体与界面化学领域重要的组装基元。基于肽的超分子自组装，能够实现多尺度、多功能的生物胶体的构筑，被广泛应用于医药、催化、能源等领域。如何通过对肽序列的设计及分子间作用力的调控，实现对胶体结构和功能的精确控制，是近年来研究的重要课题之一。从分子尺度研究和揭示超分子胶体的组装过程及物理化学机制，探究胶体结构与功能的关系，是实现超分子结构和功能化的重要内容。本文基于“分子间作用的调控”及“结构与功能的关系”两个基本科学问题，系统地综述了肽基超分子胶体的组装机制、结构与功能，以及研究现状。

本文利用十六烷基三甲基氢氧化铵和不同结构的甲氧基取代的肉桂酸衍生物构建了光响应蠕虫状胶束体系，研究了甲氧取代基的位置和数量对蠕虫状胶束结构与光响应性的影响。研究发现，肉桂酸衍生物通过将其芳香环插进胶束内核促进了蠕虫状胶束的形成。相较于甲氧基的位置，甲氧基的数量对所形成蠕虫胶束结构的影响更为显著，因为引入的甲氧基会增大表面活性剂与肉桂酸衍生物之间的空间位阻，不利于更大聚集体的形成。在光诱导蠕虫状胶束结构转变的过程中，甲氧基的取代位置则更为重要。总体而言，含有邻位甲氧基的肉桂酸衍生物体系的转变过程较快，而间位和对位甲氧基取代的肉桂酸衍生物体系的转变则较慢。

纳米结构基元的可控自组装是自下而上构筑功能材料及纳米器件的有效途径。各向异性的金纳米棒具有独特的等离激元特性，而如何通过简单有效的方法实现其可控自组装仍具有较大的挑战性。本文利用环糊精(CD)与吸附于金纳米棒表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的主客体作用，实现了金纳米棒(GNR)在水溶液中的可控自组装。通过调节α-CD的浓度可以分别实现金纳米棒肩并肩组装或头对头组装，初步揭示α-CD与CTAB的超分子作用是金纳米棒组装的主要诱因。根据实验结果推测α-CD诱导金纳米棒组装的机理如下：在α-CD浓度较低时，GNR表面的CTAB吸附层部分被α-CD/CTAB超分子复合物取代，从而发生缓慢的肩并肩组装；在α-CD浓度较高时，GNR表面的CTAB吸附层大量被α-CD/CTAB复合物取代，并且GNR两端的CTAB几乎完全被取代，因而发生快速的头对头组装。借助于α-淀粉酶对α-CD的水解作用，可以利用该组装体系实现对溶液中微量淀粉酶的检测。这种基于主客体作用的自组装策略为非球形纳米基元的可控自组装提供了新的思路。

文设计将具有良好光学性质的喹喔啉衍生物引入L-谷氨酸基两亲分子中，得到包含较大π-共轭头基的手性功能化凝胶因子SQLG。借由多重分子间非共价相互作用的驱动，SQLG可以自组装为由纳米纤维组成的三维网络，胶凝极性从低到高的多种有机溶剂。在自组装的过程中，中心手性通过分子的不对称排列传递到超分子层面，进而在圆二色(CD)和圆偏振发光(CPL)光谱上表现出超分子手性信号。SQLG在极性溶剂和非极性溶剂中组装时采取不同的堆积模式，使两类溶剂体系中形成的组装体表现出相反的手性信号。由于喹喔啉上具有质子接受位点，对超分子凝胶进行酸化后，分子内电荷转移作用(ICT)受到明显强化，并且自组装驱动力发生改变，导致黄色凝胶坍塌为红色分散液，同时堆积模式的改变导致超分子手性信号反转，CPL信号则随着荧光猝灭而关闭，而碱的中和作用可以使体系的一系列性质变化得到恢复。因此，通过向手性两亲分子中引入酸响应性π-共轭体系，我们顺利构筑了一例具有多重外界刺激响应性的超分子手性光学开关。

蠕虫状胶束和小分子水凝胶是由具有粘弹性的三维网络构成。但它们具有不同的粘弹性。蠕虫状胶束以黏性为主，这主要是由暂时平衡的网络决定。凝胶以弹性为主，三维网状结构稳定。在某些情况下，蠕虫状的胶束通过网络结构的增强可以转化为凝胶。在我们之前的研究中发现由离子液体型表面活性剂1-十六烷基-3-辛基咪唑溴化铵([C₁₆imC₈]Br)形成的蠕虫状胶束在不含添加剂时，具有较高的粘弹性。非离子表面活性剂十二烷基聚氧四乙烯醚(Brij 30)的加入有望通过静电作用和疏水相互作用增强([C₁₆imC₈]Br蠕虫状胶束的粘弹性，促进蠕虫状胶束向凝胶的转变。利用流变学和冷冻刻蚀透射电镜研究了具有Brij 30的蠕虫状胶束的微观形貌和粘弹性随浓度的变化。采用流变学方法研究了Brij 30/[C₁₆imC₈]Br凝胶的热稳定性和凝胶-溶胶转变温度。通过zeta电位测量和核磁共振研究了Brij 30和[C₁₆imC₈]Br之间的相互作用。在[C₁₆imC₈]Br的不同初始浓度下，Brij 30/[C₁₆imC₈]Br样品的粘弹性随Brij 30浓度的增大先增大后减小。在一定的Brij 30浓度下，Brij 30/[C₁₆imC₈]Br样品具有凝胶的流变特性。[C₁₆imC₈]Br (4.06% (w，质量分数))/Brij 30凝胶的黏弹性最大值出现在Brij 30/[C₁₆imC₈]Br的摩尔比(Mr)为4.55时。Brij 30/[C₁₆imC₈]Br凝胶的粘弹性与凝胶的活化能呈正相关。Brij 30/[C₁₆imC₈]Br凝胶的凝胶-溶胶转变温度也随着Brij30浓度的增加先升高后降低。Brij 30/[C₁₆imC₈]Br (4.06% (w))凝胶的最大值出现在Brij 30/[C₁₆imC₈]Br的摩尔比为2.93时。Brij 30浓度对Brij 30/[C₁₆imC₈]Br凝胶的粘弹性、热稳定性和凝胶-溶胶转变温度有很大影响。zeta电位和核磁氢谱测量结果表明，电中性Brij 30分子在疏水作用下插入到[C₁₆imC₈]Br虫状胶束的栅栏层。它减少了[C₁₆imC₈]Br头基之间的静电斥力，这种斥力导致了蠕虫状胶束的快速生长和更强的网状结构的形成。最后，蠕虫状胶束转变成凝胶。所得结果将有助于更好地理解蠕虫状胶束与凝胶之间的关系，具有潜在的工业和技术应用价值。

海洋生物附着在船体表面会导致严重的燃油消耗的增加，防污高分子材料的研究因此成为对海洋船只运行极其重要的课题。这些高分子可以被用作船只的表面涂层，从而保护船只不受到海洋生物的吸附和生长的影响。两性离子高分子近年来已经逐渐成为潜力巨大的防污材料。研究表明，这些两性离子高分子的表面在水中的强水化作用对于其防污性能有至关重要的影响。在本篇综述中，我们总结了最近通过使用和频(SFG)振动光谱技术来实现的对防污材料的界面分析工作。SFG是一种表面敏感的技术，可以在原位并实时检测界面高分子和水分子的分子结构。我们总结的防污材料包括两性离子高分子，混合电荷式高分子以及两性的拟肽高分子材料。这些材料的界面水研究，以及盐离子对界面水分子作用会被详细讨论。我们也将介绍这些防污材料与蛋白质及海藻之间的作用。以上这些研究清楚地表明了高分子界面强水化与防污性能之间的关联，也显示了SFG是对高分子材料防污机理探索的一个强有力的分析技术。

催化剂特别是酶的高效分离与循环利用是实现绿色催化合成的关键。本文发展了一种溶剂诱导的Pickering乳液可逆翻转的策略，实现了酶的原位分离和高效循环利用。首先，本文利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、氮气吸附以及热重分析(TGA)等手段，详细表征所使用的固体纳米颗粒Janus型介孔氧化硅纳米片(JMSNs)。结果表明JMSNs样品具有有序垂直介孔孔道和较高的比表面积，并且疏水性有机基团辛基选择性的修饰在纳米片的一端。然后，我们发现这种溶剂诱导的转相是一个快速的过程，且具有良好的普适性，可以适用于乙酸乙酯-水、正辛烷-水、环己烷-水等多种油-水双相体系，同时，这种翻转与固体乳化剂JMSNs的界面活性息息相关。通过仔细分析具有不同浸润性JMSNs样品的转相能力，接近于90°三相接触角和合适的油水比被认为是实现溶剂诱导转相的关键因素，这一结果说明该翻转可能是一种突变转相机制。最后，本文将这种可逆的溶剂诱导转相过程成功的应用于原位分离、循环利用对反应环境敏感的酶催化剂。具体地说，在反应时，反应底物溶解在油滴中而酶催化剂分散在水相(连续相)中，在反应结束并转相后，绝大多数产物从油滴中释放到上层油相(连续相)中，而酶催化剂被稳定地限域在水滴中，这不仅保证反应平稳进行，而且防止在移走产物时酶催化剂的损失。更为重要的是，在该乳液体系中，JMSNs平躺吸附在乳液的油水界面，其垂直的介孔孔道有利于反应物分子扩散，合适的JMSNs界面活性确保这种翻转过程仅通过调控油水比即可实现连续操作。因此，在酶(CALB)催化的酯水解动力学拆分反应中，该Pickering乳液反应体系不仅表现出3倍加强的活性，而且可以实现酶的原位分离与循环利用。得益于整个过程并不涉及任何敏感性化学试剂，在连续使用七次后，酶催化剂的本征活性依然可以很好的保持。本文不仅发展了一种新的方法用于催化剂的原位分离与循环利用，而且报道了Janus纳米材料的一种新的应用领域。

液体弹珠是被粉末颗粒包裹形成的不润湿的液滴。由于其简便的制备过程，丰富的原料来源，不润湿/不黏附、良好的弹性和稳定性等性质，以及在液滴微流控、传感器、控制释放和微反应器等领域的良好应用前景，液体弹珠近年来受到广泛关注。针对近十几年来液体弹珠领域的研究进展，本文对液体弹珠的制备策略、形成机理、物理性质以及相关应用，尤其是在微反应器领域的应用，进行了详细地归纳与分析，探讨了影响液体弹珠稳定性的因素以及提升其稳定性的策略，并指明了当前所面临的挑战，展望了未来的发展方向和应用前景。

建立高效的可降解表面活性剂是降低表面活性剂对环境污染的重要途径。本工作合成了一系列疏水链或联接基团上含有酰胺基或酯基的可生物降解阳离子Gemini表面活性剂、酰胺基在疏水链的单链表面活性剂以及酰胺基同时在疏水链和联接基团上的Gemini表面活性剂，系统研究了降解基团结构和位置对Gemini表面活性剂聚集行为的影响及Gemini表面活性剂和单体表面活性剂在表面活性和聚集行为方面的差异。结果表明，疏水链带有酰胺键的Gemini表面活性剂C₁₂A-C_n-AC₁₂的临界胶束浓度(cmc)比对应的单链表面活性剂低一个数量级，位于疏水链上的酰胺基可有效促进Gemini表面活性剂C₁₂A-C_n-AC₁₂的氢键形成和自组装。核磁共振氢谱(¹H NMR)表明，短联接基团和氢键的共同作用导致C₁₂A-C₂-AC₁₂在单体与聚集体间呈现慢交换。对于连接基团含有酰胺键的Gemini表面活性剂(C₁₂-AC_nA-C₁₂)，酰胺基可明显增加连接基团的有效长度，C₁₂-AC₁₂A-C₁₂在浓度高于cmc时呈现“U”形结构，成为表面活性剂的疏水部分。与只有疏水链或者只有连接基团上含有酰胺键的Gemini表面活性剂相比，连接基团和烷基链上均含有酰胺基的Gemini表面活性剂呈现出更小的cmc和胶束微极性值、更放热的胶束化焓。含酯基的Gemini表面活性剂分子存在醇-酯平衡，且可通过水分子形成的桥连作用形成氢键，比酰胺基间的直接氢键弱，因此，含有酯基的Gemini表面活性剂C₁₂E-C₆-EC₁₂和C₁₂-EC₆E-C₁₂具有较低的表面活性、较高的胶束离子化度、较大的微极性、聚集过程放热更少。

胶体颗粒稳定的分散体系如乳液、泡沫和气泡等体系在众多研究领域吸引了越来越多的关注。胶体颗粒的吸附机理、油-水界面和气-水界面的胶体颗粒稳定机制以及吸附于界面的胶体颗粒乳液相互作用对这些分散体系的实际应用至关重要。虽然在相关方面已经有众多研究，胶体颗粒对界面的稳定作用和胶体颗粒之间的相互作用仍然存在很多问题，值得进一步研究。在本文中，我们首先系统地回顾了历来胶体颗粒稳定的乳液和气泡体系的研究，并概括地介绍了在该领域内较为重要和较为成熟的研究进展，包括乳液、泡沫和液体弹珠等。人们早已认识到胶体颗粒在界面的吸附现象，在学术上的探讨也已经超过一个世纪。上世纪八十年代有研究者提出了定量的理论模型来描述这种现象。该理论从自由能降低的角度解释了为何胶体颗粒会吸附到界面上，并且能将胶体颗粒对两相的浸润性与乳液和泡沫体系的稳定性联系起来。在乳液稳定性方面，有大量的研究支撑了上述理论；研究者们制备了具有响应性的乳液体系，如pH/温度响应性。之后，我们讨论了吸附在界面的胶体颗粒的相互作用的最新进展，并提出了该领域内尚未解决的问题。由于需要精密的仪器和熟练的操作技巧，胶体颗粒在界面的相互作用实验和理论研究之间还存在巨大的差距。虽然弯曲界面更为常见，实验上通常采用水平界面作为模型界面来研究胶体颗粒在界面的相互作用。胶体颗粒在界面的引入会由摩擦导致电荷存在，这很可能是长程静电相互作用的原因。最后，我们介绍了胶体颗粒稳定的分散体系的在包埋、食品、控释和干水的制备等领域的应用。使用乳液液滴作为平台，是制备包埋体系的主要手段之一。吸附在界面的胶体颗粒，不仅可以稳定界面，也可以作为胶体微胶囊的壁材。使用自然来源的胶体颗粒为稳定颗粒，乳液体系可方便地应用于食品相关领域。近年来由于其全部由水相构成，水-水体系吸引了越来越多的关注。气-水界面与油-水界面具有相同的稳定机制，我们对一些基于气-水界面的应用进行了探讨。我们希望借由该篇文章鼓励更多的研究人员参与到胶体颗粒稳定界面的研究中来，并基于此开发出越来越多的新颖应用。