表面活性剂在许多领域展现了众多的应用,随着科学技术的日益提高,工业生产对表面活性剂的种类、成本、性能等提出了更高的要求,因此科学家开发了众多的新型表面活性剂以满足工业和科学的需求。而多头基表面活性剂由于其具有多个亲水性极性基团而表现出独特的聚集态结构,在药物载体、三次采油、化妆品等许多领域有着相当大的应用潜力。因而,对其界面行为及其聚集态行为等物理化学性质的研究尤为重要。故本论文设计合成以二丙烯酸为头基构建的多头基表面活性剂,研究其在稀溶液中的聚集态行为。而分子凝胶在纳米材料、化学传感器、药物缓释、染料敏化电池等方面得到了广阔的应用。因此利用表面活性剂构建水凝胶可以拓展其应用,本论文利用多头基表面活性剂构建多响应性水凝胶,探究其内在成胶机理,具体工作如下:1.设计合成以二丙烯酸为头基构建三种树枝状多头基表面活性剂,通过测试发现三种树枝状表面活性剂在稀溶液中能够自组装构成囊泡结构,且随着体系pH的降低,囊泡的尺寸会有所提高。这是由于当pH下降,COO-的质子化程度相应增大,此时表面活性剂的亲水头基面积会降低,从而影响临界堆积参数,实现囊泡尺寸的调控。2.以两性树枝状多头基表面活性剂C18ADPA为凝胶因子构筑了温度诱导凝胶-凝胶（gel-to-gel）转变的水凝胶,从25℃不透明水凝胶到50℃透明水凝胶状态转变的过程中,通过DSC测试发现在水凝胶相转变过程中,存在相转变温度为43.3℃。且SEM和TEM研究发现在这过程中凝胶的网络结构发生从支叉管状到片层结构的转变,实际上是双分子层结构到蠕虫状胶束的相转变的过程。利用C18ADPA多头基表面活性剂建立了多重的自组装水凝胶体系。丰富了多头基表面活性剂的应用。3.以C18ADPA为凝胶因子通过引入Fe²⁺,成功构筑了氧化还原响应性的水凝胶,流变和DSC说明水凝胶对pH、温度具有一定响应。在Fe²⁺被H₂O₂氧化成Fe³⁺的过程中,实现凝胶-溶胶的转变,而SEM,TEM,XRD结果显示凝胶微观网络结构发生从纳米带转变成囊泡结构的转变,且IR说明金属离子与C18ADPA的COO-的作用机制是单齿配位作用。通过600℃碳化气凝胶,将软物质材料转化成了硬物质多孔碳材料。电化学性能研究表明该材料具有较高的比电容,较好的倍率性能和充放电循环性能。该项工作的重要意义利用水凝胶软物质制备了硬物质多孔碳材料,为多孔材料的新合成法提供了新方法。