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在纳米材料的应用中，建立从纳米尺度到微米尺度甚至是宏观尺度的桥梁是非常重要的。科学家们发展多种多样的组装方法，使得单个纳米材料基本单元整合起来而生成具有一定功能的材料或器件。本论文的重点是发展行之有效的组装方法来构筑功能化的纳米界面。具体地说，侧重金属纳米材料及复合材料的化学合成，并控制纳米粒子组装成具有特定形貌的纳米结构，研究纳米粒子组装成特定纳米结构的性质，开发其多样性的应用。本论文从以下几个方面展开叙述：
1.利用种子生长法，合成了形状和尺寸可控的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)保护的金纳米颗粒，包括球状、棒状、立方体状、四足状、多足状等。这些粒子具有形状和尺寸相关的光学性质。同样的方法，在温和加热的条件下在水相中合成了立方块状的铂纳米粒子。用合成的立方形铂纳米粒子作为种子，进一步生长出形状和尺寸可控的树枝状铂纳米团。这些铂纳米团具有很高的比表面积，预计在催化领域有潜在的应用前景。
2.利用CTAB在金纳米棒不同表面上的保护能力的差异以及纳米棒的尖端反应活性较高的特点，在纳米棒溶液中加入适量的半胱氨酸溶液，成功地实现了金纳米棒的纵向有序排列。机理探讨表明，半胱氨酸通过和金表面形成Au-S键而吸附在保护剂较少的纳米棒末端，它的-NH2与相邻棒上的-COOH形成氢键，而将纳米棒连接起来。连续加入不同量的半胱氨酸溶液，可以控制纳米棒组装体的大小，并且纳米棒的纵向等离子体吸收峰逐步红移。
3.利用金纳米棒表面带正电荷的特性，选用带相反电荷的聚电解质利用静电吸附作用将纳米棒组装在固体基底表面。交替组装多次以后，形成纳米棒的多层膜结构。用紫外监控了膜的均匀生长，结果表明，随着膜层数增加，纳米棒的横向和纵向等离子体吸收峰强度增加，并且在长波长处产生另一个吸收峰，这是由各层间纳米棒的等离子体共振耦合造成的。不同层数的纳米棒膜结构可作为表面增强拉曼散射活性基底。此外，还研究了退火对纳米棒多层膜结构的影响，以及相应的光学性质的变化。
4.利用聚乙烯基亚胺(PEI)和碳纳米管有较强的作用力的特性，分别通过两种途径实现了基于金属纳米粒子和碳纳米管的复合材料的制备。第一种方法中，PEI既充当碳纳米管的功能化试剂又充当还原剂，在加热的条件下，就可原位还原氯金酸，在碳纳米管表面形成金纳米粒子。此方法简单易操作，无需加入其他还原剂分子。第二种方法是：PEI分子可以和多种金属化合物通过配位作用形成复合分子，这种分子可以被看作带正电荷的聚电解质，能够与带负电荷的碳纳米管进行静电组装，还原以后就得到了一维及三维结构的碳纳米管/金纳米粒子的复合材料。这种复合材料对氧还原反应有催化活性。
5.利用自组装的方法将银纳米粒子和不同形状的金纳米粒子通过连接分子对巯基苯胺组装到玻璃基底上，构建了金属-分子-金属的三明治结构。金/银纳米粒子之间形成了分子级间隙的隧道结，研究了近红外区耦联对巯基苯胺分子拉曼散射的化学增强效应。