寡肽组装可形成多样的纳米结构以及丰富的功能性材料,已在生物医学和纳米技术领域表现出潜在的应用价值。其中,组装结构和维度的有效调控是获得功能材料的关键。目前关于短肽一维组装或由一维组装所产生的三维网络结构已有大量的报道,其结构调控策略已经较为成熟。然而,由寡肽组装形成的二维结构或材料却依然面临巨大挑战。在本论文中,我们以阳离子寡肽为主要构筑基元,通过引入不同的功能性客体分子去调控寡肽的组装行为以期构筑肽基二维组装结构并探索其潜在的功能应用。借助寡肽侧链残基的响应性以及构筑基元间的非共价作用力成功构建了一类新型二维片层结构,包括:光响应的寡肽二维抗菌剂,能量耗散的二维组装体和二维有序纳米阵列。本论文的研究内容主要包括以下三方面:1.利用主客体作用将两端含偶氮苯基团的阳离子寡肽与三枝杈β-环糊精交联组装,在中性水溶液中成功构筑了光响应的智能抗菌材料,通过改变照射光的波长可实现二维片层结构与零维纳米球之间的可逆转变,同时伴随着其抗菌活性的变化。利用这一特性,我们在时空维度上实现对细菌活性的精确调节。2.利用静电作用驱动阳离子寡肽与多金属氧酸盐在水溶液中进行离子自组装。当所得球形组装体暴露在紫外光下,球形结构将自发的转变为超薄二维片层结构。这类二维组装体只有在持续的紫外光照射下才能维持其结构的稳定性,是一类特殊的能量耗散的二维组装体系。我们通过调节多金属氧酸盐的尺寸及其与短肽分子堆积的关联性揭示了这种耗散体系的组装机理。3.在前面工作的基础上,我们通过优化阳离子寡肽序列及多金属氧酸盐的尺寸构建了热力学稳定的二维组装体,并实现了多金属氧酸盐在二维片层内有序排列。这些研究表明超分子共组装是一种构建阳离子寡肽二维组装体的有效方法。多重非共价键的引入不仅有利于高组装体的稳定性和组装速率,也为构建热力学稳定的平衡态二维组装以及能量耗散的非平衡态二维组装供了更多可行性。