生物超分子通过自组装行为形成的高度有序的纳米结构在生命体中普遍存在,如蛋白质、DNA和细胞膜结构的构建。这些结构的形成和转变决定了生命体各组份的功能和多种疾病的产生。例如在病理条件下,微量的水分子诱使蛋白质失去活性,通过自组装堆积形成淀粉样多肽纤维,导致阿尔茨海默症。而自组装的过程取决于分子间相互作用力如氢键、疏水作用力、π-π堆积、静电作用力等的协同作用。如何实现超分子自组装行为的"精准"调控将有助于生物材料功能化的实现和重大疾病病理的深入理解,是本领域发展的关键。以生物内源分子肽为例,我们通过在分子层次上对氨基酸序列和功能性基团进行设计,增强分子间的识别组装,进而深入研究其在在不同环境下(如浓度、p H值、温度和离子强度)以及受限空间内(如微/纳尺度孔径内、油水界面、液滴表界面、细胞内等)的自组装行为和分子间相互作用,关联分子结构、自组装纳米结构与功能间的关系,实现组装体形状、结构、和功能的调控,构建了一系列多尺度分子组装功能体系,赋予材料多种刺激响应性(例如:p H、温度、光和酶等),在设计和开发新型智能纳米材料和器件、生物应用以及三维细胞培养和组织工程等方面展现了独特的优势和发展前景。