在近几十年内,寡聚噻吩及其衍生物作为一种有机半导体材料,由于其特殊的光电性能受到人们的广泛关注。如何实现这类材料在分子层面上的微观有序排列,以提高其光电转化效率是材料学家一直致力解决的一个科学难题。化学家和材料学家认为自组装是实现材料微观纳米有序结构最有前景的方式之一。在自然界存在的蚕丝蛋白中,寡聚多肽GAGA (G-甘氨酸,A-丙氨酸)的重复单元能够通过氢键组装形成反平行的β-sheet微晶结构,这些小的微晶结构与蚕丝蛋白的无定型区相交替,使蚕丝具有超强的机械强度和韧性,而成为仿生学研究的热点。受蚕丝蛋白结构启发,本课题模拟蚕丝蛋白中的GAGA (G=Glycine, A=Alanine)重复序列,利用液相合成法成功合成了N3-GVGV-OMe (V=Valine)四肽。与N3-GAGA-OMe四肽相比,N3-GVGV-OMe四肽在常用有机溶剂(CHC13,THF,CH2Cl2)中表现出了非常好的溶解性能,并且可以在室温下通过添加不良溶剂(甲苯或乙醚)的方式很容易的形成有机凝胶,这证明了组分GVGV具有很强的组装能力。尽管N3-GVGV-OMe四肽在不同条件都可以组装成p-折叠结构,但是具体的纳米结构却依赖于不良溶剂。从AFM图片和CD数据中可以看出,在乙醚中形成的凝胶具有更高的分级结构。溶液态的红外数据显示,溶液中的预组装是不存在的,只有添加不良溶剂时才会发生组装。N3-GVGV-OMe四肽在常用有机溶剂中良好的溶解性、强烈的自组装趋势以及末端叠氮基团的存在,这些为利用其来调控寡聚噻吩类材料的微观形貌,实现其微观有序排列提供了必要的条件。在合成N3-GVGV-OMe四肽的基础上,我们进一步合成了两端均叠氮功能化的四肽N3-GVGV-N3。利用这两种含有较强组装能力的GVGV四肽(P)修饰四聚噻吩(T)而合成了两种寡聚物：肽-噻吩-肽(PTP)和噻吩-肽-噻吩(TPT),并详细研究了它们自组装行为。实验结果表明：无论是PTP还是TPT都能够形成有机凝胶,并能观察到左旋扭曲纤维结构；从FTIR谱图上可以发现,尽管PTP和TPT都是主要利用氢键组装,但是PTP形成的是反平行β-sheet结构,而TPT形成的却是平行的β-sheet结构；通过CD光谱我们可以发现,寡聚多肽片段和寡聚噻吩片段中都有超分子手性,手性溶剂可以导致寡聚噻吩手性的转变；同时利用紫外光谱和荧光光谱表征嵌段寡聚物的光学性能；从这些检测结果中可以推断出,PTP分子的自组装驱动力主要来源于氢键作用,而TPT分子的自组装驱动力可能来自于氢键和π-π堆积的协同作用；然后利用X-射线衍射仪解析了凝胶结构中的微晶结构,为分子模型的建立提供了数据支持。综合所有的分析数据,建立了两种嵌段寡聚物可能的分子组装模型,这就为多肽-噻吩嵌段寡聚物的应用提供了理论模型。