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纳米结构材料具有许多传统材料所不具备的光、电、磁和化学性质，在磁记录、电子元件、传感器、显示、催化等诸多重要技术领域有着广泛的应用前景，从而成为当今材料研究的热点之一。本论文紧紧围绕纳米科技前沿领域特别是具有光、电和磁性能的一维纳米结构材料的研究，基于新的物理化学制备方法，设计和构筑新的纳米结构，并对它们的结构和性能进行详细研究，以期实现对体系中功能纳米单元的尺寸、形状、组成和结构进行主动调节和控制，揭示体系微结构与宏观性质之间的构效关系，为这些功能纳米结构体系应用于传感器，新型纳米器件等奠定基础。主要内容如下：
一、聚苯乙炔单晶纳米带的制备
(1)单晶聚苯乙炔纳米带阵列的可控制备：发现铜纳米粒子是一种优良的能聚合苯乙炔的催化剂。聚合产物是具有高顺式结构的单晶纳米带。这个反应可以在没有模版辅助的情况下制备出大面积的阵列，而且阵列的形貌可以进行调控，我们对聚苯乙炔单晶纳米带的电学性能进行测量，发现聚苯乙炔纳米带的掺杂速度非常快，而且展现出良好的半导体性能。聚苯乙炔是有一个取代基的共扼聚合物，在空气中有非常良好的稳定性，在非线性光学，磁学，传感器方面有着较好的应用前景。
(2)原位制备超长聚苯乙炔纳米带电极及其传感性能研究：我们研究发现，新制备的铜膜也可以催化制备出聚苯乙炔单晶纳米结构，而且在短时间内可以制备出长度大于100μm的单晶纳米带。在这个基础上，我们构筑了沟道为20μm的微电极，然后用制备的铜电极来气相聚合苯乙炔，这样可以非常简单，低成本的制备出微米电极，而且还是单晶纳米带网状结构。可以原位进行掺杂调控其带电性能，并研究了PPA网状电极对氨气的气敏性能。
二、双螺旋FePcCl微纳结构制备及其磁性研究
使用PVD蒸发的方法在特定的温度和压力条件下制备了FePcCl的双螺旋微纳米结构。EDS和FT-IR谱学研究结果发现FePcCl分子结构没有发生变化，制备螺旋结构强烈的受制备条件的影响，主要是升温速率、基底的温度以及压力。只有恰当的温度和压力才可以制备螺旋结构。纳米螺旋结构是由片状的单晶结构围绕而成。由于片状结构的生长动力学的控制，追求整体能量的最低化，因而形成螺旋结构，又由于由于气流的不平衡造成了整体结构的螺旋化。SQUID测量发现FePcCl是一种顺磁结构的分子。这种结构非常有利于应用在传感，磁束发生器。
三、超长氧化锡纳米带的制备及其性能研究
(1)超长SnO2纳米带制备及其场发射性能研究：主要研究了超长SnO2纳米带的合成方法及其工艺过程，以高纯锡粉为原料。采用水辅助生长法在950℃下合成了毫米长SnO2纳米带。对其形貌、结构和组成进行了表征。方法简单易行、成本低廉，获得均匀、稳定、超长的、没有金属催化剂污染纯净的、直径和长度可以控制的SnO2纳米带。同时讨论了SnO2纳米带的V/L生长机理。制备出的氧化锡纳米带，可以控制生长不同直径和长径比的纳米带，拥有优秀的场发射性能和力学性能。还可以使用两步方法生长出枝状纳米结构。
(2)P型超长氧化锡纳米带的制备：通过CVD方法，通过In掺杂的方法制备出毫米长P型氧化锡纳米带。并对测量其FET性能。
四、竹节状微米碳管的合成
通过聚合FePcCl和FePc，制备出微米碳管。微米管结晶良好，其生长方式和竹节状碳纳米管一致。通过不同的生长条件发现，氯元素的引进，以及适当的温度和气流是生长微米碳管的必要条件。制备出微米碳管，突破了人们对碳纳米管的认识，扩大了碳纳米管家族。微米碳管在电子，催化，传感，光学，微流体和药物释放方面有着潜在的应用前景。