聚肽是氨基酸经由酰胺键结形成的生物大分子。由于分子内或分子间的氢键作用,分子链段经常呈现如α-螺旋、β-折叠等稳定的二次结构形态。β-螺旋所呈现的刚直棒状型态使此材料在液晶方面具有重要的研究价值,所以此结构所赋予的材料性质与功能是研究者所热切关注的研究课题。近几年大量研究者对单分散性、以及低聚合度的聚肽或共聚肽材料在纳米尺度下所形成的规整排列的自组装结构保持了高度的兴趣。一般常用N-羧酸内酸酐(N-carbonyl Anhydride, NCA)活性聚合法合成所需的聚肽材料。然而,由于NCA法容易发生链转移、链终止、链断裂等多种的副反应,分子量难以可控,因此难以获得分子量分布较窄的聚肽或共聚肽。有鉴于此,本研究内容在于0℃的低温下以正已胺为引发剂,用相同的NCA法合成但基于合成条件的不同,合成了分子量分布小于1.10的二嵌段共聚肽,聚(γ-苄基-L-谷氨酸)-b-聚(γ-十二烷基-L-谷氨酸)(PBLG-b-PDLG)。对于这种新型的棒状二嵌段共聚肽材料进行了分子结构、热性质、液晶性质、以及薄膜自组装结构的考察。通过1H核磁共振(1H-NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)法,在第二章中表述了第一嵌段PBLG-NH2和二嵌段共聚物PBLG-b-PDLG的分子结构与相对分子量的表征结果。由于PBLG-NH2和PBLG-b-PDLG的分子量分布(Mw/Mn)均小于1.10,说明低温聚合条件减少了整个聚合过程中的副反应,使保持聚合物末端的活性。因此低温条件有利于低聚合度分散性材料的聚合。依据1H-NMR图谱中特定的积分面积比,由第一嵌段的分子量可推论PBLG-b-PDLG两嵌段的组分分别为PBLG27-b-PDLG3o和PBLG29-b-PDLG45。即使热性质依组分的不同稍有差异,但在加热至100℃以上两个样品都出现了微弱的热致液晶相的相变行为。此外,二嵌段共聚物的热致液晶行为不同于无规共聚物,并不形成螺旋结构的胆甾液晶相态。在溶液中观察到明确的液晶性质,而扇形织构的出现说明了液晶分子呈现高度有序的近晶结构。近晶结构呈有序的层状排列,因此近晶结构的出现被认为是由于聚合物自身的低聚合度分散性所造成。通过电场与磁场的分子取向手法,第三章详述了PBLG-b-PDLG单畴取向下薄膜的自组装结构。为了解PBLG-b-PDLG分子排列与二嵌段端的自组装情况,通过小角X射线散射(SAXS)和广角X射线衍射(WAXD)法详细地考察了经由溶剂干燥并在电磁场取向下获得的自支撑膜的周期性结构。结果发现PBLG27-b-PDLG3o分子间呈六角堆积排列,而沿着分子轴方向PBLG和PDLG二嵌段的部份交替出现,分子头对头形成双层的层状自组装周期结构。分子轴平行于层的法线方向,因此,层周期长对应了PBLG27-b-PDLG3o的二倍分子长,约180A。另一方面,PBLG29-b-PDLG45的分子排列成四角排列结构,分子也呈现头对头堆积的双层结构。不同于PBLG27-b-PDLG30的是,周期结构的层法线方向倾斜于分子轴方向。由层周期长(206A)小于二倍分子长(220A)的结果说明了层状条纹的法线方向与分子轴的方向夹28.7°倾斜。随温度的升高,此角度变化至18.2°。PBLG29-b-PDLG45和PBLG27-b-PDLG30的层状自组装结构是基于φPDLG体积分率的不同,因此,这种二嵌段共聚物的自组装图案可随嵌段分量的改变而加以调控。第四章中叙述棒状-卷曲状体系的二嵌段杂化聚肽,聚苯乙烯-b-聚谷氨酸苄酯(PS-b-PBLG)的合成与结构分析。采用相同的NCA合成法,并对新合成聚合物的组成结构、热性能、液晶性质、以及薄膜自组装结构进行了考察。合成的两个PS-b-PBLG样品分别被命名为PS74-b-PBLG152和PS123-b-PBLG292。 PS74-b-PBLG152和PS123-b-PBLG292的PBLG体积分率(φPBLG)分别为0.787和0.811,分子量分布大约1.4。在DSC热分析中观察到在20℃和80℃附近有反应PBLG和PS两嵌段端的玻璃化转变的行为,且加热至160℃均无发现其他的相转变行为。液晶行为不明确可能是由于PS链段较长所造成。在固态膜体系中,PBLG链段的α-螺旋棒状部分呈现六方堆积排列。在磁场取向的薄膜结构中,PS和PBLG因相分离形成了纳米级的片层状周期结构。层法线方向类似于PBLG27-b-PDLG3o平行于分子轴。经由SAXS的量测发现PS-b-PBLG薄膜的层周期长度小于α-螺旋在舒展所持有的长度,因此可推测其中α-螺旋部分可能以折叠的形式存在于其层状自组装结构中。本研究合成了两种的聚肽二嵌段共聚物,PBLG-b-PDLG与PS-b-PBLG,并对其薄膜自组装结构分别进行了考察。这两种化合物结合了α-螺旋的刚直棒状与二嵌段共聚物的自组装特性,都形成了层状的自组装结构。这种层状结构将为聚肽二嵌段共聚物提供更多有趣的性质。