本研究利用水溶性的功能性纳米材料与油溶性的聚合物或寡聚物配体在油/水界面协同自组装,从而构建新型的表面活性剂,有效降低界面能。通过这些新型表面活性剂在界面上组装、形成、发生堵塞相变时展现的特殊性质,可以用于制备各种功能性材料,用于能源、生物或催化等领域。MXene是一种片状纳米材料,具有优良的导电性,可以被良好地分散在水溶液中。通过MXene与末端氨基化的油溶性聚倍半硅氧烷(POSS-NH2)在水/甲苯界面上自组装形成新型MXene表面活性剂。通过分别改变MXene/POSS-NH2的浓度,可以有效地调控MXene表面活性剂在界面组装的情况。利用新型MXene表面活性剂,纳米材料可以用于制备宏观的二维材料(薄膜),三维材料(气凝胶)。基于Pickering乳液模板法结合冷冻干燥制备的气凝胶材料具有良好的导电性、疏水性,在电磁屏蔽及油水分离领域表现出了优异性能。通过分别在水相或油相中加入改性材料,气凝胶材料的微观结构及相应的力学性能可进一步增强。小牛胸腺DNA是常用的双链DNA模板材料。通过与末端氨基化的油溶性聚倍半硅氧烷(POSS-NH2)在水/甲苯界面上自组装可形成新型DNA表面活性剂。通过对DNA/POSS-NH2浓度、水相pH值、离子强度等参数的调控,基于DNA表面活性剂构筑的界面薄膜呈现出三种不同的力学状态:“类固态”、“类弹性体”和“类液态”。结合微流控技术和全液相模塑成型技术,制备的微胶囊或结构化液体可用于药物包埋及传输等诸多领域。