无机二维材料纳米片,主要以共价键形成的单个或少数原子层厚度的新型二维晶体材料,这类材料往往表现出与块体材料不同的特性。因为其特殊的物理化学特性,所以引起了人们浓烈的研究兴趣,利用二维材料创造出先进的材料结构和新型的功能性的器件,特别是利用二维材料组装成宏观的纤维一直是人们努力的目标。但是二维材料组装特别是宏观有序组装在发展过程中一直存在很多问题,发展二维材料的组装是研究人员一直要攻克的难题,其意义深远。本文的具体研究内容如下:(1)功能性强的二维金属氧化物纳米片组装成高强高韧的纤维目前对于功能化纤维的研究主要集中在碳材料上,而金属氧化物作为纤维的组装材料的研究一直被材料的本身所限制,主要是因为金属氧化物本身内部很弱的机械强度,只有石墨烯的几百分之一。这里,以钛酸纳米片作为例子,证明并且首次利用金属氧化物的纳米片组装成了宏观的纤维。金属氧化物二维纳米片在水溶液介质中很好地分散性,湿法纺丝的方法可以保证纳米片组装成宏观纤维。尽管单原子层的纳米片的理论机械强度只占石墨烯的很小一部分。高度定向的紧密堆叠的纳米片保证了纤维160MPa的拉伸强度,15.4GPa的杨氏模量,可以和石墨烯纤维作对比。我们的工作提供了对于宏观纤维设计优异结构的一般方法,更重要的是对于纤维的功能化提供了新的可能性。(2)二维金属氧化物纳米片与氧化石墨烯协同作用组装成为纤维的研究首次利用湿纺的工艺将钛酸纳米片和氧化石墨烯的混合溶液纺成高度定向的组装而成的纤维,之后通过化学还原的方法,得到导电性良好的纤维。此外,高度定向的堆垛的纳米片,这样的结构使纤维具有很大的力学强度,这样的工作提供了纤维组装的重要的发展方向,在发展优异的柔性纤维结构,具有很大的意义。