聚合物纳米流体通常是指聚合物熔体或聚合物纳米颗粒溶液，研究发现两亲性嵌段共聚物和聚合物刷溶液中，聚合物分子之间或与其它基元（如纳米管和纳米颗粒等）之间能通过弱键相互作用自发地形成特定结构，这个过程被称为自组装过程。随着微纳流控技术和纳米制造的发展，自组装将成为创造新物质和产生新功能的重要手段，在制造可逆和自修复材料、生物兼容的识别与传感体系、环境响应性载药体系、功能（表）界面体系、分子器件与机器等领域有着极其重要的应用价值。然而，由于聚合物本身多样的构象变化以及自组装过程的复杂性，这种自组装体系的自组装机理尚不十分明确。目前对于自组装的研究主要集中在三个方面：揭示组装基元间的弱键相互作用的本质和协同规律；自组装过程的调控；新型自组装功能材料的设计和制造。对于纳米尺度下聚合物流体的自组装及构象行为，利用实验的方法观察和分析都十分困难，尤其是对自组装体系界面间的相互作用情况及纳米尺度受限条件下的自组装过程。因此，本文利用分子模拟的方法，研究了纳米尺度受限条件下两亲性嵌段共聚物和聚合物刷的自组装过程及聚合物纳米流体的构象行为和控制方法。本文的主要研究内容如下：(1)采用分子模拟的方法研究了单链瓶型聚合物刷与单壁纳米管的自组装及构象行为。结果显示在一定条件下聚合物刷能够在纳米管表面形成稳定的螺旋组装构象。通过分析自组装过程中聚合物刷与纳米管接触面的粒子分布及能量分布情况，进一步阐述了自组装机理及纳米结构的变化规律。系统中聚合物刷与纳米管之间的相互作用能在吸附和组装过程中起主要作用，并且只有当相互作用能超过某一临界值时系统才会形成稳定的螺旋组装构象。然而，对于不同聚合物刷结构的系统，这个临界值是不同的。另外，聚合物刷侧链接枝密度和侧链长度对系统自组装构象也有显著影响。(2)研究了平行平板间二嵌段共聚物体系的自组装过程。通过模拟不同二嵌段共聚物浓度、结构及各段与上下壁的相互作用强度等条件下系统的自组装过程，探究上述因素对自组装纳米构象的影响规律。结果表明，随着浓度、结构及上下壁吸附强度的变化，自组装体系将形成多种不同构象。本文从能量角度分析了自组装过程中每个构象形成的原因，发现系统的构象行为主要由两类相互作用决定，一类是二嵌段共聚物体系内部粒子的内聚作用；另一类是平板对二嵌段共聚物体系的吸附作用。这两类相互作用是竞争关系，平板对二嵌段共聚物的吸附将削弱体系内部的内聚作用，并且两者对系统构象行为的影响有主有次。当差异明显时，系统平衡速度更快，形成的构象也越稳定。另外通过能量分析发现，对于粒子密度非饱和状态的自组装体系，构象中的空隙总是出现在二嵌段共聚物体系内聚能较弱的位置，当体系内部内聚能分布较为均匀时，纳米孔隙的方向将垂直于层状结构。(3)研究了二嵌段共聚物体系与纳米管的自组装过程。分别讨论了二嵌段共聚物体系在纳米管内部和纳米管外部及多壁纳米管层间的组装构象行为。通过对自组装体系内部的能量分布情况及构象的综合分析，发现纳米管中的曲面受限条件使自组装体系内聚作用在半径方向上出现了不平衡状态，再加上非对称自组装体系自身结构的不对称性，使自组装构象出现多种复杂的混合结构。此时，自组装体系构象转变比较频繁，而且中间过渡构象大多不稳定。另外，在研究中发现纳米管与二嵌段共聚物体系的自组装构象常会出现螺旋层状结构，而这种螺旋结构的螺距与纳米管对二嵌段共聚物的吸附作用强度有关。(4)初步探究了利用图案化接触表面和改变受限空间结构来引导二嵌段共聚物体系的自组装过程，利用具有平行、垂直及螺旋图案化结构的纳米管，可以引导自组装体系形成相应的稳定自组装纳米结构，从理论上验证了该方法在自组装调控过程的有效性和可行性。(5)本文还探究了三嵌段共聚物及聚电解质刷的温度和电场响应特性，阐释了聚合物结构等参数对纳米通道内聚合物刷体系构象行为及通道开关特性的影响。模拟结果表明，两端疏水中间亲水性的三嵌段共聚物刷随温度提升可以出现“塌缩-伸展”的构象变化。其中三段粒子在构象行为中所起的作用各有不同，接枝在表面附近的低端粒子起到衬底的作用，中部亲水段使聚合物刷可以更大范围的伸展，而顶端粒子起到“锁”的作用，使通道开关状态更为稳定。另外，聚合物刷接枝密度过高或者过低时，由稳定引起的系统构象变化均不是很明显。对于特定高度的纳米通道，需要对嵌段共聚物各段长度及接枝密度等参数进行相应调整才能使通道的温度响应行为用于纳米流体的控制。另外，对于接枝聚电解质刷的纳米通道，通过改变外部电场的方向可以实现纳米通道开关状态的转变。电场强度影响了聚电解质刷的平均厚度变化范围，进而影响了开关通道的控制性能和稳定性。另外，研究发现聚电解质刷带电粒子的分布规律也对开关通道的性能有一定影响。本文的研究成果有助于更明确的解释自组装过程机理，有助于对自组装过程进行引导和控制，这在纳米组装及纳米制造领域具有着重要的应用价值。