随着微纳制造技术的高速发展，微纳材料的性质特点和应用都得到了深入系统的研究。对于胶体颗粒而言，其拓扑学上的结构特点在很大程度上决定了它的性能。人们发现结构单一的胶体颗粒在许多领域无法发挥出最佳效果，限制了其应用，而胶体颗粒的不对称修饰由于结合了不同材料的胶体颗粒的优势，同时又赋予其各向异性的性质，极大地拓展了其应用范围，提高了使用性能，因此逐渐成为人们的研究热点。然而，该领域的许多工作目前还处于初始试验阶段，各种修饰方法均有各自的缺陷和问题，如成本高、效率低、精度差、难以扩大化制备等。因此，发展一种简单、快捷及具有较高普适性的方法来实现不对称微结构材料的制备对于进一步实际应用具有非常重要的意义。　　结合当前各向异性颗粒制备及应用研究领域的特点和问题，在本论文中，我们的研究工作主要集中在以下几个方面展开:　　1.通过湿化学方法，在水-聚乙烯吡咯烷酮-戊醇体系(WPN)中，利用立方体α-Fe2O3胶体颗粒作种子，通过硅烷前驱体在其表面的不对称水解，得到了枝状的α-Fe2O3@SiO2复合材料。有趣的是，二氧化硅棒状结构只选择性的生长在立方体的各个面心上，我们通过实验和理论分析仔细探讨了其形成原因，提出了基于曲率选择的spreading-dewetting理论，并且我们采用其他两种形状的胶体颗粒对这一理论进行了验证。此外我们还考察了水解参数对其枝状二氧化硅棒生长的影响、面选择性生长、初步的自组装探究等。　　2.在水-聚乙烯吡咯烷酮-戊醇体系(WPN)中，通过控制反应中加入水和氨水的量，可以在种子的立方体α-Fe2O3胶体颗粒表面生长大量的二氧化硅棒（线）状结构，由此获得具有海胆状结构的复合胶体颗粒。海胆结构中二氧化硅的形态可以通过控制各水解参数进行调节。同时，我们还发现该方法是一个简单可行的方法，我们将不同大小、形状的氧化铁颗粒进行修饰，均可获得海胆状结构;进一步变换种子颗粒为金属、金属氧化物、非金属氧化物、金属有机分子骨架材料(MOFs)、聚合物、宏观平面材料等，发现其均能在其表面进行二氧化硅棒（线）的不对称修饰，获得海胆状功能化的各向异性材料。　　3.利用2中所制备的Fe3O4@SiO2海胆状结构材料的生物相容性及结构仿生化特点，将其应用于细胞捕获及药物载体的研究。研究表明，具有二氧化硅触须的各向异性材料相较于表面光滑的Fe3O4@SiO2微球而言，有着更强的细胞亲和力，能在极短的时间内粘附住细胞。当我们在其中负载抗癌药物盐酸阿霉素(DOX)并与Hela细胞一起培养时，该复合颗粒在极低的浓度下便拥有较高的细胞致死率，是其光滑Fe3O4@SiO2微球的二倍以上。