自组装技术由于其具有操作简单、成本低廉、适用性强以及组成和结构容易调控等优点而得到广泛的研究，并成为最具有应用前景的构筑功能性膜材料的制备技术之一。向自组装多层膜中引入具有特殊功能的小分子是使其功能化的一种重要途径，探讨有机小分子组装与性能相关性研究成为热点。虽然功能化的超薄膜组装方式繁多，但是如何在组装过程中向超薄膜内引入单电荷小分子并使其功能化仍然是一个难题。本论文旨在发展单电荷有机小分子自组装成膜的方法，并根据有机小分子组装膜的性能特点研究开发其相关应用，实现膜的功能化。围绕这一思路开展了以下几方面的工作：1.利用静电吸附交替沉积方式实现单电荷有机小分子在多层膜中的可控组装与释放。提出了将单电荷阳离子有机小分子与壳聚糖溶液预先混合，然后再与阴离子聚电解质在石英基质上进行交替沉积的新方法，探讨小分子在膜上的负载及脱附规律及机理。该研究为小分子在药物缓释膜中的负载开辟了新的途径，对深入探讨薄膜类药物缓释体系的缓释机理具有一定的理论意义。1)采用预混合组装方式可有效提高有机小分子在膜上的负载量，延缓其脱附时间。该方法对于具有吩嗪（中性红、藏红T）和吩噻嗪（亚甲基蓝）及吖啶（吖啶橙）结构的有机染料均适用。以藏红T为代表，研究外界环境变化（pH和离子强度）对小分子脱附速度的影响，探讨其机理。研究表明通过热交联温度的控制可以有效地控制膜上有机小分子的释放速度。2)制备双组分有机小分子自组装膜。以亚甲基蓝为代表，探讨共存的有机小分子对其在膜上负载与释放行为的影响。研究发现通过调节混合液中同种电荷染料吖啶橙的浓度可调控亚甲基蓝在自组装多层膜上的负载量以及存在形态；而在混合液中加入异种电荷染料达旦黄，可以使亚甲基蓝在膜上的稳定性大大提高，论文对其负载与脱附机理进行了初步探讨。2.利用化学吸附组装方式实现具有活性基团单电荷有机小分子在不同基质表面的固定及传感。在基质表面首先制备末端带有-NH2的自组装单层膜（SAM），然后将带有特殊活性基团的单电荷荧光小分子结合到SAM末端，制备荧光小分子自组装膜。研究发现该法制备得到的膜化学稳定性良好，有机小分子几乎不脱落，因此在这部分探讨了自组装膜在化学传感中的应用。分别研制了用于Mn2+检测的1‐萘胺乙酸荧光传感膜、用于乙醇中水分测定的丹磺酰氯荧光传感膜以及对溶液pH有灵敏响应的异硫氰酸荧光素荧光传感膜。