Janus球形粒子因其特殊的化学组成广泛地应用于固体表面活性剂、聚合物界面增容、生物医药等领域,Janus纳米片比Janus球形粒子具有更高的界面能。本论文采用溶胶-凝胶法合成Janus纳米片,研究了Janus纳米片对环氧树脂（EP）、水凝胶的增韧增强作用以及Janus智能水凝胶的制备与应用。主要研究内容和结果如下:1、采用溶胶-凝胶法合成了两种Janus纳米片,即一侧是氨基一侧是双键的纳米片（JNS1）和一侧是氨基一侧是环氧基的纳米片（JNS2）;并通过原位聚合法制备了EP/JNS1和EP/JNS2两种环氧复合材料。Janus纳米片对EP同时具有增韧和增强作用,受到刚性片状JNS1的空间位阻作用,它悬挂于EP主链上;而JNS2与EP基体一起形成三维骨架网络结构,因此JNS2具有更好的增韧增强效果。当JNS2的含量为0.5%时,EP/JNS2的冲击效果最好,为33.19 k J/m~2,比纯EP提高了57.08%;此外,由于Janus纳米片能够阻挡热量的传递,因此EP/JNS1、EP/JNS2的热稳定性也有所改善。2、通过不相容单体的一步聚合,成功制备了水相为聚多巴胺-聚丙烯酸（PDA-PAA）,有机相为聚甲基丙烯酸丁酯-聚甲基丙烯酸异辛酯（PBMA-PEHMA）的Janus水凝胶。DA的粘附作用使水相凝胶具有良好的粘附性能;DA和AA以及相互之间的化学键与氢键、DA的π-π堆叠使水相凝胶具有良好的自愈合性能。当把Janus水凝胶分别放置在水溶液和有机溶剂中时,因溶胀产生的内应力差,使得凝胶在不同介质中发生不同方向的弯曲。此外,在水相中加入氯化钠后,由于氯化钠在水相中的离子导电能力,Janus水凝胶具有良好的导电性,可以通过观察其电流信号的变化监测溶液体系亲疏水性质的变化。导电Janus凝胶亦可用于监测人体大运动和微运动,这种各向异性的结果就是一个自带绝缘的导电材料,可以减小恶劣环境对监测的影响,因此在柔性传感方面有一定的应用前景。3、采用原位聚合法将不同含量的JNS1加入到PAA水凝胶中,JNS1作为刚性片状粒子,在外力作用下,可以阻止裂纹进一步扩展;再加上其表面的双键和氨基,可以与水凝胶PAA分子链段发生加成反应、酰胺化反应或形成氢键,有利于提高PAA水凝胶网络的交联密度,改善其力学性能。当JNS1添加量为0.03 g,水与丙三醇的质量比为1:1时,PAA水凝胶的拉伸强度为58.75 k Pa、断裂伸长率为305.76%、压缩强度为284.64 k Pa,比未添加JNS1的水凝胶分别增大了55.42%、59.72%、69.88%。由于丙三醇在低温下具有抗冻性能,因此随着PAA水凝胶中丙三醇含量的增加,水凝胶具备了良好的抗冻能力。Janus纳米片作为刚性填料,再加上其表面的基团,可以与聚合物基体（环氧树脂、水凝胶）形成三维网络骨架结构,对基体起到良好的增韧增强效果。同时,各向异性的Janus智能水凝胶对于制备新型材料提供了新的研究思路。