本论文以聚乙烯基吡咯烷酮/聚丙烯酸体系为代表研究氢键层层组装膜的形成机理和结构特点，并在此基础上讨论氢键层层组装膜的设计、制备以及应用，另外作为氢键体系的扩展论文也涉及部分关于静电和共价键层层组装的内容。　　 在以聚乙烯基吡咯烷酮(PVPON)/聚丙烯酸(PAA)为代表的氢键二维层层组装方面：首先发现了组装膜的Fabry-Perot指纹峰，对这一光学现象进行了理论分析，通过Fabry-Perot指纹峰可确定薄膜厚度和折射率，并利用组装膜的Fabry-Perot指纹峰建立了一种湿度传感的方法；考察了温度、分子量、浸泡时间等对PVPON/PAA薄膜雾度的影响，提出了薄膜产生混浊的机理，找到了降低雾度的方法，并对层层组装过程的界面复合和链重排进行了阐述；系统地研究了pH值对PVPON和PAA层层组装的影响，讨论了链构象与膜性能之间的关系；并根据氢键组装膜的物理化学性质，采用了气相电离和水热处理两种方法实现了PVPON/PAA薄膜的图案化。　　 在其它氢键二维层层组装方面：研究了聚乙烯基吡咯烷酮和聚甲基倍半硅氧烷纳米颗粒表面接枝聚丙烯酸的高分子刷的层层组装，通过烧结去除碳链高分子组分，四丁基氟化铵溶解有机硅组分，从而调控薄膜的结构与性能：以及利用重氮树脂和间苯二酚在弱酸性的条件形成氢键，而在弱碱性的条件下发生偶联反应的特点，发展了一种氢键与化学吸附结合的层层组装方法。　　 在氢键三维层层组装方面：以甲醇为溶剂在二氧化硅纳米颗粒表面基于氢键作用层层组装了聚乙烯基吡咯烷酮/聚甲基酚醛树脂多层膜，去除二氧化硅“核”得到氢键交联的微胶囊，首次阐述了氢键层层组装制备微胶囊的可行性；进一步以二氧化硅和卤化银纳米颗粒为模板，在水相中进行聚乙烯基吡咯烷酮和聚甲基丙烯酸的氢键层层组装，去除模板后分别制备了无孔和有孔的微胶囊，并发现无机盐离子可使微胶囊收缩致孔。　　 在静电层层组装方面，制备了C60衍生物(C60-EDA)与DNA的组装膜，详细研究了光照下组装膜中C60-EDA对DNA的切割反应，通过系列对比实验，阐述了组装膜中DNA的光诱导切割机理。在共价键层层组装方面，以聚苯乙烯胶体微粒为模板，利用硝基重氮树脂(NDR)与甲基酚醛树脂(MPR)的共价偶联反应进行三维层层组装制备“核-壳”颗粒，去除聚苯乙烯“核”，制备了结构稳定的微胶囊。