二维（2D）纳米材料由于其独特的物理和化学性质,在生物医药、化学催化等领域有广泛的应用前景。细胞膜是由磷脂双分子层组成的一种特殊的2D纳米材料,具有选择性物质运输、分子识别和信息传递等独特功能。为了模拟这种结构,科学家们在设计、合成和构建仿生膜方面做了大量努力,期望其具有类似的功能。由序列精确可控的分子（如:DNA,蛋白质,肽等）组装而成的2D纳米材料是一类新型的2D纳米材料,具有优异的物理和化学性质。它们具有独特的结构特征和自我识别特性。但是由于其分子序列与结构复杂,所以很难合成。另外,这些分子通常以难以预测的方式相互作用和组装,还需要特定的原材料,这严重限制了这类材料的发展。类肽是一类主链与多肽相同,侧链从主链的α碳转移到氮上的聚合物。由于取代基从C移到了N,类肽的主链缺少氢键和手性中心,使其具有很多优于多肽的特殊性能,如良好的溶解性、耐酶解性、热加工性以及化学结构高度可调控等。因此类肽是一类研究序列可控的2D纳米材料的理想材料。本课题模拟细胞膜结构特征,通过固相亚单体合成法,成功设计并制备了一系列侧链含有亲/疏水基团（羧基,氨基,丁基,己基和辛基）的二嵌段类肽共聚物和三嵌段类肽共聚物,研究了两亲性聚类肽在水溶液中的自组装行为,探究了疏水嵌段长度以及疏水侧链长度对自组装及其结构稳定性的影响。经研究发现,含疏水基团（六个辛基（Noc））和亲水基团（六个羧乙基（Nce）或者六个氨乙基（Nae））的二嵌段聚类肽可以自组装为2D纳米材料,其中6Nce-6Noc自组装形成了大小约为100 nm的2D纳米片,远远小于6Nae-6Noc形成的500 nm左右的纳米片。而将两种二嵌段聚类肽混合后,由于氨基和羧基在水溶液中产生了库仑引力,类肽自组装形成了更大的2D纳米片,约800 nm。对于三嵌段类肽共聚物,含有烷基侧链的疏水嵌段在分子链的中间,分别含有羧基和氨基的亲水嵌段在分子链的两端。含有三个羧乙基和三个氨乙基侧链,疏水嵌段为六个含有辛基侧链单元的三嵌段类肽共聚物（3Nae-6Noc-3Nce）成功自组装形成了大小为200 nm左右的2D纳米片。但是,将疏水嵌段长度从6个单元减为3个单元时,即3Nae-3Noc-3Nce,并未发生自组装行为。当疏水嵌段仍然为6个单元,而将烷基侧链C的个数从8个C减为6个C时,即3Nae-6Nhe-3Nce,自组装形成了200 nm左右的纳米片。但是将烷基侧链C的个数继续减少至4个时,即3Nae-6Nbu-3Nce,则未发生自组装行为。这表明两亲性嵌段类肽共聚物是否能够发生自组装,其疏水嵌段的疏水性能和结晶性能起着至关重要的作用。我们还进一步研究了所制备的2D纳米片的稳定性。结果表明,纳米片形貌和大小并不随时间而产生变化,而经过超声后,两种二嵌段聚类肽混合后自组装结构并没有发生太大变化,但6Nce-6Noc在超声15分钟其结构发生了变化,超声30分钟后其自组装结构又转变为超声前的形貌,表明该两亲性类肽嵌段共聚物自组装形成的2D纳米材料结构相对稳定。基于聚类肽的新型仿生膜材料,结合了肽和蛋白质的2D纳米材料（例如高度设计的多样性和功能性）和传统的2D纳米材料（例如,高化学和热稳定性）的优势,因此在纳米生物技术方面有着光明的应用前景。本课题通过对不同结构的两亲性类肽嵌段共聚物在水溶液中自组装行为的探索,拓展了类肽在化学和生物技术中的应用。