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纳米材料由于具有纳米尺度的特殊结构，从而具有传统材料所不具备特异的光、电、磁、热、力学、机械等性能。纳米技术已迅速渗透到材料的各个领域，成为当前世界材料科学研究的热点。本论文正是在这一研究背景下，致力于将组装超薄膜的层层组装技术和用于制备纳米一维材料的模板法相结合，尝试和发展各种新的方法，制备各种功能性的聚电解质复合纳米管，以期在构建以这些功能纳米为单元的纳米材料器件奠定基础。主要研究内容如下：
一、偏铝酸盐纳米花的制备实验过程中发现使用模板法制备纳米管时纯的氧化铝模板铝板在浓碱的作用下，偏铝酸盐能聚集成“玫瑰花”的形状。实验发现纳米花的形状随着浓碱溶解的时间的长短而变化：随着时间的增加，逐步地从花瓣逐渐聚集成花，而最后溶解成球。还讨论了氧化铝模板的孔径对所制备花的尺寸的影响，证实模板孔在纳米花的形成过程中起到重要的作用。这一实验现象有可能适合类似的无机体系。
二、高柔韧性聚电解质纳米管的制备发展了新的压力膜模板法(Pressure-filter-template Method)，成功地使用层层组装技术，在阳极氧化铝模板内构筑了聚电解质聚烯丙氯化铵/聚苯乙烯磺酸钠(PAH/PSS)聚电解质纳米管。并发现该纳米管具有良好的柔韧性。基于聚电解质类化合物优异的柔韧性能，聚电解质复合纳米管的成功制备，将使其在具有强力学性质的光电器件设计方面有重要的应用前景，并为聚合物复合纳米材料的制备提供了新思路。
三、导电性和光致变色聚电解质复合纳米管的制备与表征
(1)导电性聚电解质复合纳米管的制备与表征
使用层层组装技术和模板法结合的另外一个方法——浸润湿润法，在聚碳酸酯模板内合成水溶性聚电解质聚吡咯(PPy)与聚电解质聚烯丙氯化铵(PAH)复合纳米管。所制备的(PPy/PAH)纳米管的管壁厚度随着组装的(PPy/PAH)的层数的增加而线形增加。该复合纳米管的电化学氧化态稳定，导电率是普通水溶性聚吡咯的四倍。
(2)光致变色聚电解质纳米管的制备与表征
利用浸润湿润法，在聚碳酸酯模板内将小分子染料刚果红(CR)和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)层层组装成复合纳米管。该纳米管在可见光的照射下有显著的光化学反应。随着光照时间的增加，纳米管的颜色逐渐由红色转变为橙色，最后为黄色。使用CLSM和UV记录了这种变化；这种光化学变化正是由于CR在光照作用下，发色基团遭到破坏引起的。这种光致变色的纳米管在信息存储以及光学器件的构造中有着潜在的应用。
四、多孔二氧化钛纳米管的制备与表征利用层层组装法与表面法相结合，于非水条件下，在氧化铝模板内组装了TiO2/聚丙烯酸(PAA)的复合纳米管。除去复合纳米管中的PAA成分后，得到多孔的TiO2纳米管。由于表面凝胶-溶胶法层层组装膜时，将膜厚控制在纳米尺度范围内，所以所制得的TiO2纳米管的孔壁上的微孔也在纳米尺度范围内，且其比表面积是用普通方法在相同条件下制得的TiO2纳米管的两倍。该多孔无机纳米管可作为微反应器，也可以作为催化剂的载体。