分子自组装作为自然界和生命体中普遍存在的现象而引人注目，同时它作为纳米技术领域中“自下而上”制备纳米结构的有效方法更是为人们所关注。自二十世纪八十年代扫描隧道显微镜(STM)发明并且被成功引入到分子在液固界面的自组装的研究中以来，人们已经研究了各种各样的分子体系在石墨表面的自组装结构，并且已经能够在分子层次上认识这些具体体系的组装结构的特征。但是这些认知仍然是零散的，缺乏规律性和系统性。人们尚无法对分子的组装结构进行预测和设计，而这些都有待于大量系统细致的工作积累，深化人们对分子自组装规律的总结和认识。另一方面，基于自组装结构的应用，如利用自组装的有序性来实现组装体内的化学反应是人们的关注焦点。本实验室在前人研究的基础上提出“组装调控反应”的概念，即期望通过分子在表面的自组装来调控化学反应。本论文在大量筛选的基础上，针对“组装调控反应”概念，系统地研究了所选择的分子体系的组装行为，试图获得这些分子体系的自组装结构的规律性认识，并且对一些特定的分子也尝试了“组装调控反应”的研究。 本论文的主要内容如下： (1)链长效应和奇偶性效应。研究了烷氧基对称取代的苯并邻二氮杂萘(Benzo[c]cinnoline，BC)衍生物系列分子在石墨表面的自组装行为。通过系统改变分子中所含的烷氧基链的长度，考察了BC系列分子自组装结构的变化，即所谓链长效应。同时通过比较其中碳链含奇数个碳与含偶数个碳的分子的组装结构的不同，对碳链的奇偶性效应进行了研究。在决定组装体结构中，这两个效应实际上是相互竞争的。 (2)溶剂效应。对十六烷氧基取代的BC分子(BC16)进行了自组装结构的溶剂效应的研究。实验发现，在非极性溶剂中BC16分子倾向于以Z字形构象形成组装；而在极性溶剂中则倾向于以V字形构象形成组装结构。 (3)微小的分子改造导致巨大的组装结构变化。为了了解分子结构的微小变化对组装结构的影响，研究了烷氧基对称取代的苯并邻二氮杂萘氮氧化物(Benzo[c]cinnolineN-oxide，BCO)衍生物系列分子在石墨表面的自组装行为。实验发现BCO系列和BC系列分子的组装结构存在明显的差别。这种差别缘于BCO系列分子的偶极矩较BC系列分子为大，同时氧的存在导致了分子间氢键的形成。 (4)热致相变与类质同晶现象。研究了BCO系列分子组装结构的热致相变。这种相变能够帮助认识不同温度下该系列分子的自组装行为，这对于了解BCO分子的液晶性质有一定的促进作用。BCO16分子自组装单层在加热后出现了所谓构象型类质同晶现象，即同一分子的不同构象同时存在于晶格单胞中，这在二维晶体中是第一次发现。 (5)组装调控反应。BCO16自组装体在120℃加热时，其中的BCO16分子会发生脱氧反应，生成BC16并且形成相应的BC16自组装结构，而这种反应在它的体相固体或者溶液的加热处理中却并没有发生。这实际上给出了“组装调控反应”的一个实例。 (6)组装分子的光致聚合反应。在丙烯酸十八酯的自组装结构中，实现了该分子在组装体内的紫外光照诱导聚合反应。这虽然不能称的上“组装调控反应”，但却为组装内的分子反应提供了又一个实例。