纳米团簇是一类尺寸介于单个分子原子和纳米颗粒之间的物质,由于其特殊的电子结构以及物理化学性质而被广泛关注。然而,它们超小的尺寸为目前的研究带来了巨大的困难。我们把具有确定分子结构的团簇和尺寸在2 nm以下的纳米颗粒都称为纳米团簇。研究表明纳米团簇不仅是一种功能化单元,还广泛存在于纳米晶结晶生长的过程中,它们是重要的中间体,通过组装、转换等方式形成新的纳米结构。因此,可控合成纳米团簇,探索其性质,调控其相互作用,是当前研究的重点。本论文以纳米团簇为研究对象,探索它们的形成,相互作用和组装过程,并以此为基础构筑各类微观和宏观组装体。一、合成了水溶性Pd及其合金纳米团簇,并将Pd纳米团簇作为结构基元构筑了各类微观和宏观组装体。首先,我们利用小分子和高分子表面配体的协同作用,在水相体系中成功合成了尺寸均一的Pd及其合金纳米团簇;其次,通过合理调控可以将Pd纳米团簇组装得到团簇间距可控的一维链状纳米线、二维薄膜和内部结构多样化的三维气凝胶。研究表明,Pd纳米团簇超小的尺寸以及特殊的表界面相互作用是实现组装形式多样化的基础。二、利用多金属氧簇作为媒介,结合定向冷冻技术,制备出内部层状有序的无机纳米晶气凝胶材料。我们通过这种方法将尺寸和形貌不尽相同的硫化物、氧化物、贵金属,以及金属有机框架等纳米晶制备成内部有序的气凝胶材料。研究表明,多金属氧簇均匀分布于组装体中,吸附于纳米晶表面并与之发生电荷相互作用,从而极大的提升了材料的结构稳定性。该研究摆脱了无机纳米晶宏观组装过程对有机物的依赖,为构建无机物气凝胶材料提供了新思路。三、设计了纳米团簇组装体稳定存在的水-乳液体系,通过反应温度调控使其转换得到了超晶格结构或者螺旋纳米带。首先在较低温度下,硫醇作为配体兼还原剂与金,银和铜盐形成相应的纳米团簇组装体。然后进一步升温,将纳米团簇组装体转换得到硫化物纳米晶超晶格或者纳米团簇螺旋纳米带。实验结果表明,铜和银体系分别形成硫化亚铜和硫化银超晶格,金银混合体系可以形成螺旋纳米带。构筑纳米团簇作为中间体稳定存在的体系对于研究纳米晶非经典生长的过程具有重要的借鉴意义。本文探讨了纳米团簇的相互作用研究及组装设计,以此加深对纳米团簇性质和应用的了解。