开发具有环境耐受、功能多样且易于加工的生物大分子涂层和图案化材料可以推进生物光子、生物电子、生物传感、生物医药、组织工程等多领域的研究与应用。然而现有的生物大分子涂层材料（如聚多巴胺、聚多酚和溶菌酶）和图案化材料（如肌动蛋白、丝素和角蛋白）通常无法完全整合上述这些特征,因此应用受到了很大的限制。大肠杆菌生物被膜中富含一种名为Csg A的淀粉样蛋白纳米纤维。这种纳米纤维具备很多优异的性质:首先,蛋白具备特征性的β-折叠结构,具有优异的机械性能和环境耐受性;其次,蛋白可以通过基因模块化策略实现蛋白分子功能的调控。基于以上考虑,本论文合理的整合基因工程、蛋白质工程、软刻蚀技术以及相应的材料加工和表征手段,发展了一系列基于Csg A的功能淀粉样蛋白分子材料,并基于这类蛋白开发了相关的纳米纤维涂层和纳米纤维微纳图案化布阵技术。为此,本论文包含三块内容:（1）基因模块化策略功能化改造Csg A蛋白,（2）自组装Csg A纳米纤维涂层的表征和应用,以及（3）Csg A蛋白纳米纤维的微纳图案化加工、表征和应用三部分内容进行展开。第一部分的研究运用基因模块策略构建了一系列包含不同功能基因模块的Csg A蛋白,包括Csg AHis-tag、Csg ASpy Tag、Csg ASnoop Tag、Csg ADBD、Csg ACBD,深入探究了自组装机理和相关分子功能,为更合理的加工Csg A淀粉样蛋白奠定基础并提供理论指导。本论文的第二部分工作中提出利用功能化的Csg A纳米纤维作为一种具有共形、普适和极强化学/热稳定特征的新型涂层材料,并且利用此技术实现了若干的应用。针对金属导电涂层制备中存在高温、基底粘附性差等问题,提出利用Csg AHis-tag涂层室温、水溶液条件下制备金涂层的工艺,并应用于压力传感器、触摸开关等电子器件。针对颗粒表面固定酶的应用中缺乏涂层可调控性等问题,提出利用Csg ASpy Tag/Csg ASnoop Tag复合涂层固定酶,实现了多酶的固定和辅酶的再生。针对微流控芯片孔道表面难以修饰的问题,提出利用Csg ADBD实现表面改性,并应用于实时检测细菌。针对疏水高分子基底合成MOF领域中存在界面修饰方法或需要高温,或需要侵蚀性有机溶剂,或需要多步制备,或仅限于特殊类型的基底材料和几何形状等缺陷,提出利用Csg AHis-tag涂层作为一种通用的技术来辅助MOF在高分子基底上的成核与生长。针对锂电池隔膜表面改性中存在隔膜堵塞、有毒试剂使用等问题,提出利用Csg AHis-tag涂层实现隔膜的改性。在本论文第三部分关于Csg A淀粉样蛋白图案化的工作中,首先提出利用六氟异丙醇和甲醇实现对Csg A蛋白自组装的控制:六氟异丙醇可以溶解并打断Csg A纳米纤维的β-折叠结构,从而抑制Csg A蛋白自组装。随后,利用软刻蚀制造方法加工出大规模微米或纳米级别多级有序的图案,并利用甲醇气体诱导Csg A蛋白原位重新自组装成β-折叠纳米纤维结构。这种“自上而下（基于六氟异丙醇溶液的微纳加工）”与“自下而上（基于甲醇的原位诱导自组装）”相结合的加工策略最终解决了如何将Csg A淀粉样蛋白材料加工成复杂且精准图案化结构的难题。值得一提的是,制备的Csg A图案化结构展现出超强的环境耐受和机械稳定性。最后,利用功能化的Csg A纳米纤维图案化结构实现了多种概念性器件的制备,包括场效应晶体管、功能蛋白阵列以及自支撑细胞生长多孔基质。本论文对具备环境稳定性、功能多样性和加工灵活性的Csg A蛋白涂层和图案化材料的研究,不但可以显著推动纳米科技、生物材料、生物工程、生物制造等技术的创新进展,而且还可以大大推进生物大分子在生物材料,纳米技术以及器件等领域内的应用。