纳米颗粒具有与大尺寸体材料截然不同的特性。基于表面等离子共振效应所带来的各种独特光学性质,金纳米颗粒在光学、物理、生命科学等许多领域能够发挥不可替代的作用。本论文提出了两种具有创新性的多层壳修饰金纳米颗粒的方法,围绕它们各自的光学、化学特性及功能化展开研究工作,展示了金纳米颗粒在生物医学领域及液晶器件方面的应用。论文首先提出了一种二氧化硅一聚合物多层壳包覆金纳米棒的方法,通过拉曼／荧光发光分子功能化,使其携带多种光学信号、形成相对独立的荧光及表面增强拉曼散射发光通道。论文展示了这种包覆及功能化方式在多个层面的可调性,并通过稳定性测试证明了其超高的稳定性。光动力治疗药物也能被掺杂入这种多层壳中,赋予其更大的生物应用潜力。二氧化硅-聚合物多层壳包覆的金纳米棒能够在生物医学领域发挥重要作用。论文首先介绍了这种颗粒在活体内的循环代谢过程及在肿瘤内部的聚集现象。接着,借助荧光成像与拉曼探测各自的优势,此颗粒被用来实现大范围、快速、特异性的活体肿瘤检测。借助掺杂的药物分子,光动力治疗能够在检测到肿瘤后马上进行,实现同步的肿瘤诊断与治疗过程。在第二个部分中,论文提出了另一种快速、简单、易于控制、适用性广的小分子多层壳包覆金纳米棒的方法,并展示了它在稳定性、厚度、光学信号增强等方面的优势。如此包覆后的金纳米颗粒能够直接对外部的分子进行拉曼增强,或经过简单的拉曼分子修饰后即可成为灵活的纳米探针。将小分子多层壳包覆的金纳米棒或金纳米盘掺入一种液晶后,纳米颗粒被液晶分子排列为统一的方向,并产生对偏振光的选择吸收特性,这种金纳米颗粒-液晶体系可以用来制作E型偏振片。论文展示了这种E型偏振片的选择吸收特性及电压响应特性,测定并讨论了阈值电压、响应时间等参数。文章还利用实验结果对金纳米颗粒在液晶中的自组织团聚现象进行了分析。