中文摘要：

本研究项目采用单分子荧光显微和光谱技术对吸附在具有周期性结构的固体与液体界面的聚电解质和DNA的扩散及分子构形的动态过程进行研究。实验拟利用嵌段式高聚物的自组装行为，与固体表面化学修饰技术相结合，产生纳米尺度的周期性有序图案化界面。同时，对聚电解质分子以及DNA分子进行荧光标识，采用荧光关联光谱（fluorescence correlation spectroscopy）和单分子荧光成像技术，研究上述分子质心的横向布朗运动以及DNA的分子构形的动态涨落过程。本研究是针对受限高分子的运动规律的基础性研究，对于所提出问题的回答将是未来单分子检测和分离技术的理论基础，同时也有可能成为新的纳米流体器件的模型。

结论摘要：

通过嵌段聚合物微相分离以及纳米粒子界面自组装模版方法制备了纳米尺度周期性图案化界面，研究了图案化界面DNA分子以及聚电解质分子的运动规律。发现了纳米尺度图案化界面结构诱导的周期性流体效应，对界面诱导产生结构化三相接触线的微观形貌进行了详细研究，发现了结构化界面对单个DNA分子链的定位取向效应；研究了DNA单链外场驱动下的界面运动规律，发现了界面与DNA的相互作用强度对DNA界面运动迁移率的关系，揭示了界面电泳对DNA分子分级效应的微观机理；采用纳米粒子组装模版复制方法，通过表面引发的原子转移自由基聚合，制备了具有可逆温度响应功能的周期性图案化PNIPAM聚合物刷界面，并对其转变特性进行了详细研究与表征；采用单分子荧光技术研究了单个聚电解质模型分子（聚2乙烯吡啶，P2VP）在PNIPAM聚合物刷表面的扩散运动，研究了不同厚度的PNIPAM聚合物刷表面的聚电解质单链的运动规律，研究了LCST转变过程对界面单个聚电解质分子运动产生的效应，揭示了聚合物刷界面分子摩擦的根源与机理。