纳米晶是一类具有广泛应用前景的纳米材料。一般来说,纳米晶由2-10纳米的无机核和表面有机分子(配体)组成。无机核的晶型、尺寸和形貌是决定纳米晶(量子)性质的关键。另一方面,有机配体对控制胶体纳米晶的生长、溶液性质、稳定性等起到重要作用。但是,目前还没有非常可靠的方法来识别和定量纳米晶配体的配位构型,并且很少研究关注纳米晶在溶液和固体中的相互作用。本论文以CdSe和CdTe纳米晶为模型,建立在特定的纯化技术之上,获得了具有特定性质的纳米晶;揭示了纳米晶在溶液中单颗粒尺度的分散性、稳定性以及溶解性;探索了纳米晶表面配体的复杂配位方式以及配体层之间的相互作用。接着,通过配体交换作用,获得了释放C-C σ键的旋转/弯曲自由度的混合配体纳米晶,其优异的溶解度为纳米晶应用带来了新革命。最后,将分子水平的纳米晶自组装为具有优异力学性能的超分子材料以期打开其在仿生材料的大门。脂肪链的羧酸分子是常用的纳米晶配体。我们研究了羧酸配体在不同形貌的CdSe纳米晶表面的配位结构,包括纳米片、六面体纳米晶和常用的球形纳米晶。结合核磁共振光谱和红外光谱实验以及相应的计算结果,发现羧酸配体在CdSe纳米晶表面主要为鳌合模式。通过核磁化学位移,我们不但可以进一步区别桥式和倾斜配位模式,而且可以准确定量各种模式的比例。我们的核磁方法比常规的红外光谱提供了更加全面和定量的信息。在此基础之上,我们进一步研究了长短链羧酸的配体交换机制及其对纳米晶溶解度的影响。我们发现配体交换并不会改变表面配体密度,但交换后的配体运动自由度变大,减小了配体-配体相互作用,从而大大提升了纳米晶的溶解度。对于六酸和十四酸体系,我们找到了交换的最佳比例。我们也利用核磁探究了溶液中羧酸的交换过程,发现了化学结合配体、物理吸附配体以及自由配体三种不同溶液状态。我们还研究了双官能团的巯基丙酸在CdTe纳米晶表面的结合方式。我们发现受提纯条件影响,巯基丙酸可能形成单层结合或多层结合的结构。单层结构由结合配体和强吸附的非结合配体组成,多层结构由结合配体和吸附能力不同的非结合配体组成。两种结构纳米凝胶的粘弹性有明显的差异。这使利用非共价键作用力设计制备高粘弹性凝胶成为可能。