纳米材料因为其具有独特的结构和优良的性能逐渐受到人们的重视。近三十年来发展非常迅速,各种不同的形貌、尺寸、功能以及性质的纳米材料逐渐被科研工作者开发出来。设计不同形貌的纳米材料是人们一直热衷的研究方向,而对引起纳米粒子产生不同形貌的原因的探讨——即纳米粒子间的相互作用力的研究则是对合成不同形貌的和不同性质的纳米粒子有着重大的研究意义。生物分子的分级自组装在自然界中十分广泛,其对于生命有机体是非常必要的。不仅仅是生物分子,无机纳米粒子与生物分子一样,也可以通过分级自组装的方式合成出各种有序的图案,并且整个过程表现为无特征的分级情况。之前人们所运用无机纳米粒子进行分级自组装的例子均是利用配体的作用,而不通过配体的作用使无机纳米粒子达到分级自组装的情况在之前的研究中鲜有提到。本文中我们展示了Cd S纳米粒子可以自发的实现分级自组装而获得各向异性的结构,整个过程具体为:自组装第一步包括聚集现有的小的Cd S纳米粒子(直径4 nm~6 nm)到大的超粒子中(直径为25 nm~30 nm)随后Cd S超粒子组装成几百纳米甚至几千纳米长的链和管。我们通过DLVO理论进行了证明:形成各向异性的一维Cd S结构是由于在构建模块中尺寸的增加而产生动力学稳定的超粒子,小的纳米粒子三维组装聚集成更大的超粒子,此过程则为热力学控制的过程;超粒子协助自身通过从热力学控制的自组装转换为动力学控制的自组装进一步进行一维组装形成各向异性的一维纳米链以及纳米管结构。在研究中发现,纳米粒子由于通过增加不同的能垒形成不同方向的连接。整个过程中伴随着粒子尺寸的增加存在着协同作用。具体为在尺寸较小的时候,粒子更易发生三维的组装。而随着组装的进行,粒子的半径增大,到一个临界点之后则更易发生一维的组装。这项研究对于理解复杂本质的无机纳米粒子的自组装提供了新的思路,并且在之前的研究中鲜有提到。本文提出了尺寸对协同作用的影响,以及显示了尺寸诱导协同作用可以认为是在各种无机纳米粒子中的分级自组装中普遍存在的特点。进一步推进了对纳米级相互作用的研究,对合成不同的形貌以及更优良的性质的纳米材料具有较大的指导意义。