脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂CnEOm是一种典型的非离子表面活性剂,在水溶液中表现出丰富的相行为。其水溶性好,稳定性较高,较易生物降解,并且有较好的润湿性能,在医药、化妆品以及工业生产等领域有非常广泛的应用。CnEOm通过氢键、疏水相互作用等驱动力在水溶液中自聚集可以形成胶束(L1)、海绵相(L3)、层状相(L0、液晶以及反相胶束(L2)等,其相行为受温度、磁场影响显著。DNA由于每个核酸单元上都连有核负电的磷氧基而可被视为高度负电性的聚合物。它可以与表面活性剂发生相互作用,形成的沉淀可用来对DNA进行分离、纯化,形成的复合物在基因材料的控制传输上更具实用价值。本论文主要对DNA与非离子表面活性剂C12E04在水溶液中聚集体的形成、影响因素、形成机理进行了研究,并初步探索了该体系在仿生矿化方面的应用。实验中主要用流变学手段研究了溶液的粘弹性质,用氘谱核磁(2HNMR)、小角X射线散射(SAXS)、低温冷冻透射电镜(Cryo-TEM)、冷冻蚀刻透射电镜(FF-TEM)等手段研究层状相、囊泡相等自组装聚集结构。对于合成的碳酸钙颗粒,采用扫描电子显微镜(SEM)表征其表面形貌,用傅里叶变换红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)表征其晶型,探索其形成机理。第一章为绪论,简要介绍了表面活性剂的定义、性质和分类,引出并重点介绍了脂肪醇聚氧乙烯醚类表面活性剂CnEOm；介绍了表面活性剂溶液聚集体形成理论——临界堆积参数理论；总结了表面活性剂聚集结构的研究方法；介绍了DNA的结构与性质,综述了表面活性剂与DNA相互作用领域的研究进展和应用前景；最后引出了本论文的选题依据、研究内容和意义。第二章,我们研究了DNA与C12E04的相互作用,发现了较为丰富的聚集行为。该体系根据组分不同可形成胶束相、囊泡相和层状液晶相等,且对温度、磁场响应敏感。DNA与非离子表面活性剂C12E04有很弱的协同作用,DNA的加入可以较小程度地降低体系的cmc和γamc,提高体系表面活性。表面活性剂C12E04浓度的增加,会引起混合胶束相(L1/L1’)向囊泡相(Lαv)和层状相(Lα1)发生转变；而DNA浓度的增加,会引起囊泡相(Lαv)向层状相(Lα1)发生转变。随着C12E04浓度的增加,层状相的层间距先增大,后减小。随着DNA浓度的增加,层间距总体呈现下降趋势,即DNA浓度增加会一定程度上使得双层膜的堆积变得更紧密。层状相样品为典型的Bingham流体,具有良好的粘弹性,粘弹性随C12E04浓度的增大而增强。温度和磁场的作用对体系相行为的影响也较为显著。升高温度会导致囊泡相向层状相转变,体系对温度的响应性很大程度上取决于C12E04的含量。C12E04含量越多,由Lαv相向Lαv/Lα1发生相转变的温度越低,即体系对温度的响应越敏感。随着温度的升高,样品的粘弹性逐渐降低。50℃时在磁场的作用下Lα相(囊泡相、层状相)会转化为L1/L3相(胶束相与海绵相的混合相)。随着C12E04浓度的增加,相转变过程时间变长,达到一定的C12E04浓度之后,磁场的作用无法实现层状相到各向同性相的完全转化,磁场的作用使得层状相层间距变小。恢复实验表明由磁场诱导所形成的各向同性相(L3/Ll相)的热力学不稳定。第三章,我们研究了钙离子(Ca2+)对C12EO4/DNA/H2O体系相行为的影响,发现Ca2+与表面活性剂Ca2+与DNA皆存在相互作用。随后,我们在C12EO4/DNA/H2O体系中进行了仿生矿化方面的尝试,控制条件得到了不同形貌的微米级碳酸钙颗粒,并在原理上做出了初步的解释。由于碳酸钙粒子的晶型、形貌和尺寸决定了碳酸钙的应用性能,在C12E04中得到的有缺陷的立方形碳酸钙有较大的比表面积,在C12EO4/DNA在得到的微米级球形碳酸钙性能优良,其流动性和分散性较好,这在生物、催化、医药等诸多领域都有着较为广阔的应用前景。