表面活性劑的特性之一是能在表面或界面進(jìn)行規(guī)則排列，形成分子定向排列的層狀或特定形狀，而在溶液中，分子規(guī)則排列形成膠團(tuán)，隨著分子濃度提高進(jìn)而形成單層或多層液晶，或棒狀六角液晶，以及其他人為形狀。在這些定向排列的分子上可進(jìn)行納米尺寸的材料合成，因此，設(shè)計(jì)特定結(jié)構(gòu)的表面活性劑分子有序結(jié)構(gòu)，可以得到理想結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)，即表面活性劑具有模板功能。
表面活性劑所具有的這一特征，已被廣泛用于納米結(jié)構(gòu)材料的合成和制備中。人們利用表面活性劑的模板效應(yīng)，可以設(shè)計(jì)新的納米結(jié)構(gòu)或具有新性能的納米材料，以通過(guò)使用表面活性劑合成出理想的納米結(jié)構(gòu)和納米功能材料。
納米結(jié)構(gòu)是指納米材料的基本單元，例如納米微粒、納米絲、納米棒等所構(gòu)成的相互之間的關(guān)系，即納米級(jí)單元組成的具有特殊排列或組成的超微結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)可以使人們對(duì)單個(gè)納米結(jié)構(gòu)單元的行為、特性進(jìn)行研究，并采用一些方法對(duì)納米材料基本單元表面進(jìn)行控制。研究納米結(jié)構(gòu)中納米基本單元之間的間距和組織構(gòu)架以及基本單元不同組合對(duì)材料性能的影響，以認(rèn)識(shí)他們之間的耦合效應(yīng)，并從納米結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的新現(xiàn)象、新規(guī)律建立材料結(jié)構(gòu)新的原理，為構(gòu)筑納米材料體系的理論提供基礎(chǔ)。
自然界中有兩種類(lèi)型的自組裝，一種叫熱力學(xué)自組裝，如雨滴，它呈現(xiàn)出能量穩(wěn)定性的形式；另一種由生命體所體現(xiàn)，叫編碼自組裝，即有機(jī)分子自組裝成有一定功能的組織器官的過(guò)程。在后一過(guò)程中，控制組裝次序的指令信息就包含于組分之中，信息傳遞靠分子識(shí)別進(jìn)行，錯(cuò)誤的信息傳遞就會(huì)使形成的自組裝體系出現(xiàn)功能缺陷，因而分子識(shí)別是極其重要的。
有機(jī)分子的結(jié)晶過(guò)程被認(rèn)為是分子識(shí)別最為準(zhǔn)確和典型的實(shí)例，有機(jī)分子就是上百萬(wàn)個(gè)分子通過(guò)極其準(zhǔn)確的相互識(shí)別自我構(gòu)造的組裝體。
分子組裝技術(shù)是將具有一定功能的分子(包括生物分子)在分子或超分子尺度范圍內(nèi)，通過(guò)物理或化學(xué)的方法聚集成穩(wěn)定的有序體系的技術(shù)。
納米結(jié)構(gòu)自組裝和分子自組裝體系是物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)在納米尺度交叉而衍生出來(lái)的新的學(xué)科領(lǐng)域，它為材料結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的深入研究和設(shè)計(jì)新性能、合成新材料帶來(lái)了新的機(jī)遇，也為物理和化學(xué)的研究提供了新的研究對(duì)象。
納米結(jié)構(gòu)的自組裝和分子自組裝體系是納米結(jié)構(gòu)器件的基礎(chǔ)，而所合成的納米結(jié)構(gòu)自組裝體系本身就是極細(xì)微尺度的微小器件。因此，研究和制備納米結(jié)構(gòu)材料是納米技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。目前分子組裝技術(shù)主要包括LB膜技術(shù)、分子自組裝技術(shù)及分子束外延技術(shù)等。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，新的納米結(jié)構(gòu)材料的制備方法和技術(shù)將會(huì)不斷涌現(xiàn)。例如，利用LB膜技術(shù)組裝可以得到金屬基質(zhì)-有機(jī)分子-納米粒子結(jié)的單電子，其對(duì)響應(yīng)庫(kù)侖效應(yīng)已經(jīng)得到了證明。同樣，利用LB膜技術(shù)組裝可以得到銀團(tuán)簇膜，其非線性光學(xué)性質(zhì)也已經(jīng)得到了可喜的研究成果。Wagher等人利用四硫富瓦烯(TTF)的獨(dú)特氧化還原能力，通過(guò)自組織方式合成了具有電荷傳遞功能的配合物——“分子梭”，具有開(kāi)關(guān)功能。總而言之，納米結(jié)構(gòu)材料的功能化合應(yīng)用性有越來(lái)越廣泛的神奇魅力和奇異性。
表面活性劑在納米結(jié)構(gòu)材料的合成和制備中起著不可或缺的模板作用，通過(guò)分子設(shè)計(jì)和超微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用不同的合成方法將可以得到多種類(lèi)型和特殊功能的新的納米結(jié)構(gòu)材料。
