中文摘要：

本项目拟合成具有不同长度、不同化学组成联接链和不同长度烷烃主链的系列季铵盐Gemini表面活性剂，选择庚烷作为非极性溶剂的代表，考察这些表面活性剂在庚烷中的聚集行为和反胶团结构特性。通过调控Gemini表面活性剂离子头基电荷密度和烷烃主链体积位阻，寻找聚集行为特征参数与Gemini表面活性剂分子结构参数的关联规律，从分子水平上认识弱相互作用力在调控反胶团形成过程中的作用本质。同时，通过调控离子头基电荷密度并在联接链上引进能与水分子产生氢键的氧乙烯基团，考察在新受限条件下的水分子状态，加深对生物体系中水行为的认识。

结论摘要：

Gemini表面活性剂由于特殊的分子结构而在水溶液中呈现出复杂且新颖的自组织行为。本项目首次将Gemini表面活性剂引入非极性溶剂，研究其聚集行为和反相聚集体特性。合成了3个系列具有不同联接链和不同头基尺寸的季铵盐Gemini表面活性剂C12-s-C12?2Br（s=2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12）、C12-2-En-C12?2Br（n=1, 2, 3）和C12(n)-4-C12(n)（n=1, 2, 3）。这些Gemini表面活性剂在助表面活性剂帮助下，在庚烷中形成了反相聚集体。C12-2-C12?2Br微乳的水池尺寸Rw表现出对添加水量的相当敏感性，当W0从10到 50，Rw从0.83 nm增加到5.82 nm，这为合成不同尺度的纳米粒子提供了很好模板。与C12-2-C12?2Br比较，C12-2-En-C12?2Br的联接链上增加了EO基团，它们形成微乳的Rw对W0的敏感性被大大降低。增溶的水被证实具有4种状态。C12-s-C12?2Br体系的反离子结合水数量随s增大逐渐增大，而头基结合水数量不变，这种特性可望用来深入研究结合水的特殊功能。