通过自下而上的化学设计手段,近年来人们成功制备了多种多样的胶体粒子,与此同时具有多种功能的复合微球也越来越受到人们青睐,通过多种化学修饰的方法制备出的复合微球具有更多样功能、更强的化学或物理特性以及更广泛的应用。Janus原本是古罗马双面神的名字,1992年,前诺贝尔奖获得者de Gennes在颁奖演讲中首次提出Janus用以代表两面具有不同物理或者化学性质的粒子,近年来人们围绕该课题做出了许多探索与研究,不但发展出了多种多样的Janus粒子的制备方法,同时还将这种特殊化学结构从零维扩展到了二维Janus膜,并将这些Janus材料应用于众多领域。本论文以Janus材料为研究对象,制备了四种Janus结构材料,范围从零维Janus胶体粒子到二维Janus膜,主要内容如下:(1)通过多巴胺辅助固-液界面制备多组分、多功能的Janus胶体粒子,首先将聚苯乙烯(PS)胶体微球分散在水-空气界面,并使其形成二维密堆积结构,然后使用PDMS将其转印并使其嵌入固化的有机硅弹性体(PDMS)中,采用多巴胺氧化自聚合对暴露部分PS微球修饰上聚多巴胺,最终以聚多巴胺为二次反应平台形成多组分、多功能的Janus胶体粒子。(2)采用气-液挥发装置,将非交联PS微球分散于水-空气界面,以易挥发有机溶剂,如:二氯甲烷作为刻蚀剂,在封闭体系中使其凝结在暴露在空气中的PS微球部分,随着时间的延长,从而制备出了各种形貌的非对称粒子。同时通过向挥发溶剂中加入乙醇,可以控制PS模板微球的形变速度。此方法同样适用于以二氧化硅胶体粒子为代表的非聚合物胶体粒子。(3)首先以水-空气界面PS微球阵列为模板,然后在溶液中缓慢加入三羟甲基氨基甲烷(Tris碱)-盐酸缓冲溶液,再通过加入多巴胺使其聚合于PS微球阵列下部,最后将PS微球刻蚀后,通过紫外光聚合接枝引入PNIPAAm,制备出二维有序阵列并测试其可控蛋白粘附性质。(4)以Co(N03)2·6H2O和2-甲基咪唑(C4H6O2)为前驱体,采用超声辅助“一步法”制备出钴基双金属氢氧化物(Co-LDH),同时测试其OER性能,证明了 Co-LDH材料在电催化领域具有广阔的应用前景。