超分子自组装结构是一种或多种分子通过分子间非共价弱相互作用,自发形成的具有特定结构和功能的稳定聚集体。非共价相互作用主要包括静电相互作用、π-共轭效应、范德华力和疏水作用等。超分子自组装结构对外界刺激(如:磁场、电场、光等)具有极强的响应能力。在外界刺激下,会引起明显物化特征的改变,如:自组装结构颜色改变,荧光峰位及强度变化、自组装体系崩溃、原位化学键复合等。这些独特的,可调谐的特性使他们在各个领域(如:制动器、传感器、细胞/药物运输系统、组织工程和再生医学等)具有良好的应用前景。常见的超分子自组装结构有:自组装表面/薄膜、凝胶、纳米颗粒/团簇/管等。而基于超分子自组装的小分子凝胶由于其原料易得、制作工艺简单、性质容易调控等优点受到了越来越多的关注。本文系统研究了基于溶剂调控的偶氮苯衍生物在不同溶剂中自组装结构的凝胶行为、透明度、光响应行为、自修复能力和分子间相互作用机制。通过不良溶剂环己烷的调控我们获得了具有光响应行为、高透明、超强自愈性的凝胶。通过光谱学测试、变温核磁、X射线衍射等测试手段及Hansen溶解度参数的理论计算和分析,研究了自组装体系中分子相互作用机制。此外,BNB-t4自愈性凝胶还在除去水溶性有毒染料、粘附固体表面及自支撑等多方面均有潜在应用。具体内容与结果如下:1、在对比BNB-tn(n=1、2、4和8)及BNBC-t4等凝胶因子在各种单一溶剂和双组分溶剂的凝胶性质时,我们发现将环己烷引入氯仿的过程中成功调节了BNB-t4自组装结构的光学性质。(1)在溶剂从单一氯仿过渡到单一环己烷的过程中,凝胶本身的透明度发生连续性变化。其中当氯仿/环己烷50:50时,BNB-t4凝胶具有接近100%的高透明性。(2)而且在环己烷的调控下,偶氮苯衍生物的光致异构过程也发生了连续性变化。我们首先从低浓度单分子状态研究了混合溶剂对BNB-t4凝胶因子本身光响应行为的影响,适当加入环己烷增加了BNB-t4的异构化程度。而在高浓度条件下,BNB-t4凝胶因子产生聚集体,在不同比例条件下,聚集体的差异也会引起聚集体的光响应行为的差异。2、我们还通过流变仪的流变测试和连续步长测试系统研究了环己烷调控BNB-t4凝胶的凝胶性质及自修复能力。实验结果表明:在氯仿/环己烷混合溶剂中改变环己烷的含量使得BNB-t4有机凝胶的稳定性、触变性质以及自修复性质得到了调节。适量引入环己烷后,BNB-t4凝胶的机械稳定性明显提高,触变性由弱变强,自修复性能从无到有。而且在氯仿/环己烷50:50条件下,BNB-t4的凝胶的稳定性、触变性及自修复能力都达到了最佳值。BNB-t4凝胶还有其他多个应用,如:除去水溶液中的有机染料、可粘附在多种材质的固体表面,可承重且具有自支撑作用等。3、基于以上对BNB-t4凝胶性能的研究,我们又根据实验测试及部分理论计算分析了自组装体系中分子相互作用机制。(1)根据对微观形貌的观察研究,我们将室温下,透明度的变化归因于微观纤维粗细的变化。温度依赖的透明度和形貌研究证明BNB-t4凝胶的高透明性可归结于特定纳米尺寸纤维的聚集。(2)根据变温核磁、红外光谱、及光谱学测试确定:所引入的环己烷可以带来一个强度较弱的氢键以及非极性作用。(3)Hansen溶解度参数和Tease参数的分析结果与特定的实验结果联合证明:通过酰胺和酚羟基间实现的氢键相互作用、较弱的极性和适当的色散力调节了BNB-t4的凝胶能力。综上所述,氢键相互作用协同偶氮苯基团间π-π堆积相互作用以及烷基链的范德华力调控了BNB-t4在氯仿/环己烷混合溶剂中的凝胶行为和性质。通过调节特定的溶解度参数成功的调控凝胶的特定性质。