苝二酰亚胺衍生物（PDIs）作为非富勒烯类常用的n型有机半导体材料之一,具有优异的电子传输能力、较高的光热稳定性和电子亲和性、能级可调以及结构上具有多个化学修饰位点等一系列突出优点,在一些前沿技术领域,如有机光伏电池、线性光电器件、传感器、光催化以及热电材料等方面得到了广泛的应用,是近年来有机半导体材料研究热点之一。然而基于目前的研究仍然无法依据分子结构预测自组装行为,从而严重制约了按需构筑具有长程有序π-π紧密堆积的微纳米材料。因此,本论文针对PDIs自组装机理和自组装结构与光电性质之间关系进行了如下研究:（1）设计合成了一种新型的不对称取代的两亲型苝二酰亚胺衍生物（CUPDI）,以亲水性L-肌肽取代一侧的酰亚胺N位,另一侧以烷基链（双十一基）取代。L-肌肽是由β-丙氨酸和L-组氨酸组成的具有手性特征的二肽,其中咪唑环可作为供体（D）,与缺电子的PDI环（受体,A）构筑D-A型分子结构。通过改变CUPDI的浓度、溶剂类型和温度,探究了 CUPDI的组装机理。研究表明CUPDI的组装行为具有协同模型的典型特征;通过调控肌肽之间的氢键和PDI环间π-π相互作用的平衡,可以获得形貌丰富多样的CUPDI微纳米材料,如微小的球形聚集体、尺寸均匀的纳米线、纳米带和不规则聚集体。研究发现纳米带拥有最高光电流增强量,而纳米线对氨却显示出最高的光电刺激响应性,增幅高达7.1倍。（2）探究CUPDI在不同混合溶剂中的自组装行为,考察了在不同混合溶剂中溶剂组分、溶剂极性、CUPDI浓度和pH等因素对CUPDI自组装行为的影响。研究表明,通过调节四氢呋喃/水的体积比（fTHF）,可以调控CUPDI自组装体结构转变,实现组装体的手性反转,并且发现在fTHF为0.3时,可以获得手性特征最显著的微纳米纤维。调节pH,同样可以实现自组装体的手性反转。由四氢呋喃/水和四氢呋喃/氢氧化钠水溶液体系制得的CUPDI微纳米材料表现出较高的光电流响应;氨水的存在可以显著提升CUPDI纳米材料的光电流。（3）从离子强度和过渡金属配位两个角度,考察了 Na+、K+和不同金属配位中心（Zn2+、Cu2+和Ni2+）对CUPDI自组装行为的影响,进而探究盐效应、配位键、疏水作用、氢键和π-π堆积之间相互关系。利用EDTA络合物结合过渡金属离子,通过竞争配位的策略,可以控制CUPDI自组装体的手性自组装结构,实现手性开关控制。通过CV等电化学表征手段,考察所得CUPDI微纳米结构的光电特性和刺激性光电响应。结果表明,Zn2+/CUPDI复配组装体以及KCl和NaCl溶液/四氢呋喃混合溶剂制得的CUPDI组装体表现出优于未加金属离子体系的光电性能,而Cu2+/CUPDI复配组装体却显示出更弱的光电流。氨水的存在使得不同金属离子/CUPDI复合纳米材料的光电导性显著增强。