一、表面活性剂形成纳米结构模板
表面活性剂的亲水亲油结构使表面活性剂在溶液表面或界面可以进行有序排列,采用不同控制方法可得到不同的分子排列,如图1所示。

图1表面活性剂形成的各种模板示意
在表面活性剂浓度大于CMC时,表面活性剂形成胶团,随着表面活性剂浓度逐渐提高,表面活性剂形成的胶团形状和状态也逐渐变化,表面活性剂开始为圆形胶团,然后为棒状胶团,最后变为层状胶团,即形成所谓液晶。
大多数表面活性剂为溶致液晶,通过控制液体表面活性剂浓度可以得到不同分子排列状态的模板。液晶的最大特点是分子定向排列的溶液,因此,表面活性剂在溶液中达到一定浓度时,形成的定向排列可作为纳米结构的模板,在模板上进行化学合成,就可以得到纳米结构材料。根据表面活性剂浓度对胶团状态的影响,可通过调节表面活性剂浓度得到不同胶团状态的表面活性剂溶液,所以,可合成和制备不同结构的纳米结构材料。
表面活性剂模板法合成纳米结构材料是利用表面活性剂形成的胶团形状来合成的,其实质如图2所示,在表面活性剂胶团表面进行材料合成,可得到纳米结构膜、纳米阵列和纳米杂化材料。

图2液晶模板
在纳米结构材料的合成中,最常用的是模板法,而模板性质的不同,影响纳米材料的结构。
二、可聚合表面活性剂单体形成模板
有些高分子单体具有亲水基团,可以聚合成具有表面活性剂结构的高分子。在聚合前,高分子表面活性剂单体在溶液中形成胶团或有序单分子层,这些分子形成的不同形状的分子通过聚合得到的是和单体形成的形状一样的聚合物,单体本身就是模板。利用高分子表面活性剂单体的这一特性可以合成许多纳米结构材料,例如LB膜,亲水单分子膜,无机-有机杂化纳米结构材料,有机-有机纳米结构材料等。如图3所示,可聚合表面活性剂单体在溶液中形成一定形状的胶团,在成型后进行聚合,可得到与原始胶团形状一样的聚合物。

图3可聚合表面活性剂定向聚合示意



