生物界面是生物分子、细胞和组织与材料相互作用的交界区域，其性质直接决定了药物载体、生物材料、植入性生物器件等的服役性能。生物分子与材料表面的相互作用，包括吸附、脱附、性质改变，以及细胞在材料表面的粘附、生长、迁移等等，是生物界面科学研究的中心问题。随着纳米科技的不断发展，人们逐渐发现大多数生物大分子如DNA、蛋白质等的尺寸在1到100纳米以内。另外，细胞的多种细胞器也在1微米以下的纳米尺度。相对应的，在纳米尺度调控材料表面的分子组成、亲疏水性、以及拓扑结构，便可以制备得到较之传统生物界面材料性能更优异的纳米生物界面材料。这类新型材料在生物医用领域如人工器官、医用植入器件以及药物载体等领域，具有广阔的应用前景。　　 本论文正是在这一研究背景下，利用材料学与生物学的基本原理，致力于制备新型的纳米生物界面材料，并进一步揭示其与生物体系的相互作用机理。主要研究内容如下：　　 1．抗血小板的温敏高分子生物界面材料的制备与研究。以原子转移自由基聚合的方法，构筑了具有纳米线阵列拓扑结构的PNIPAAm材料，发现不论在室温下还是人体温度下，其表面都能够有效抑制血小板的粘附。对表面的液/固界面浸润性以及纳米尺度的PNIPAAm相转变行为研究表明，纳米线阵列拓扑结构的引入使得PNIPAAm表面能够保存更多的水分子，大大提高了表面的亲水性，从而无论在室温下还是在人体温度下都减少了血小板在表面的粘附。这一工作改善了PNIPAAm材料的应用前景，也为制备具有更好的血液相容性的医用材料提供了新的思路。　　 2．特异性纳米生物界面材料在T淋巴细胞高效捕获与释放的研究。发展了一种新的三维基底检测技术，将T细胞特异性的DNA单链分子通过化学方法修饰到阵列化的硅纳米线表面，利用其顶端尖针状的阵列纳米结构与细胞表面丝状伪足的相互缠结作用，得到了较之普通平面样品118倍左右的细胞捕获效率的提升，并且捕获之后的细胞还可以在较短时间内实现高达96.7％的释放，细胞存活率达到89.9%。这一方法有望实现对目标T细胞的高效捕获与分离，可进一步用于后续的单细胞以及分子层次的分析与疾病检测。　　 3．在液/固生物界面油滴浸润性与粘附性外场响应调控的研究。生物界面的一个重要特征就是总是处在水溶液与材料表而的液/固两相界面区。首先，制备了一种热响应的PNIPAAm水凝胶，它可以对水下油滴的浸润性与粘附性进行有效的调控。在室温状态下，凝胶表面是超疏油并且低粘附的；而当温度升高到PNIPAAm的低临界溶解温度（～32℃）之上时，凝胶表面疏油性大大降低，并体现出对油滴的高粘附力。另外，通过在这种水凝胶材料表面构筑微纳米结构，还可以进一步精细调控油滴的浸润状态和粘附力。其次，利用聚电解质高分子刷材料，可以制备得到离子响应的水下油滴浸润性切换材料。这些材料在微流控制，抗生物粘附以及水下防污材料等领域，有非常大的潜在应用前景。