随着纳米科学与技术的发展,研究者们在纳米结构制备方面取得了长足的进步,一定程度上实现了对形貌、组分、性能等参数的精确控制。如今,纳米材料合成研究重点转向制备形貌与结构更加复杂的不规则纳米结构,这些新奇的结构有望为纳米材料领域带来更优良的性能以及新的应用方向。目前不规则纳米结构的制备主要依赖于模板法,目标产物的形貌与结构往往取决于预先形成的模板,但是模板种类和结构复杂度又是有限的,因此阻碍了进一步提高不规则纳米粒子的复杂度。针对现有模板法受限于预形成模板难以提高纳米粒子复杂度的核心科学问题,我们受自然界中共生现象的启发,发展了互为模板法制备不规则纳米结构的新策略,通过目标材料与模板同时生长,从根本上解决了传统模板法受制于预形成模板的限制,为制备形貌与结构更加复杂的不规则纳米结构提供了一条新的途径。主要研究内容和结果如下:在第一部分工作中,提出了目标材料与模板共同生长的互为模板生长策略,通过调控水-醇乳液体系的反应条件,实现了盐模板析出与二氧化硅生长同时发生,制备了一系列形貌新颖、对称性低的二氧化硅纳米胶囊结构,实现了对不同结构参数的精确调控,并在多种醇类溶剂中验证了该方法的通用性,为不规则纳米结构的制备研究提供了新的思路。在第二部分工作中,通过将互为模板法拓展至种子生长过程,实现了在一系列纳米颗粒种子表面上可控生长不规则二氧化硅纳米结构,获得了形貌、成分、功能更加复杂的纳米粒子,进一步利用二氧化硅纳米胶囊较大的开口尺寸,实现了 Pd、Au等纳米粒子的后封装,并探索了具有特殊形貌的Pd@SiO2和Pd@SiO2@α-Fe2O3复合纳米粒子在纳米马达领域的应用,发现了两者完全不同的运动模式,为纳米马达运动机理的基础研究提供了新思路。综上所述,本论文提出了模板与目标产物同时生长的互为模板生长策略,突破了传统模板法制备纳米材料受限于预形成模板的限制,获得了一系列形貌、结构、成分高度复杂的不规则纳米粒子,并探索了在纳米马达等相关领域的应用。该研究不仅深化了对模板生长方法的认识,提高了不规则纳米粒子的形貌与结构复杂度,为其在多个领域的应用打下了坚实的基础。