贝壳珍珠层是由大量的碳酸钙纳米片和少量的生物聚合物组成的有机/无机复合材料，它同时具有高的强度、模量和韧性。这些优异的机械性能引起了全世界材料、纳米技术和生物领域的科学家的极大关注。研究发现，贝壳优异的力学性能与其有序的“砖-泥”组装结构和强韧的界面设计有关。本论文以功能性的水滑石纳米片作为无机组装单元，以制备仿贝壳珍珠层结构的聚合物/水滑石纳米复合材料为主要目的，利用不同的技术制备出多种新型的具有多种功能的复合材料，表征和分析了材料的组成、结构、界面与其性能的关系，以期满足实际应用的需求。　　具体研究内容如下:　　(1)利用层层自组装方法将剥离成单个且带有正电荷的水滑石纳米薄片与天然的聚阴离子肝素钠进行组装，首次成功制备出层状的肝素钠/水滑石超薄薄膜。这种层状纳米复合材料具有类似贝壳珍珠层的“砖-泥”结构，在有机-无机界面处具有较强的静电作用和氢键网络，使得其具有良好的力学性质，高于其他报道的聚合物/水滑石复合材料。同时由于层间肝素钠的存在，使这种超薄薄膜具有良好的血液相容性，表现为溶血率低，凝血时间延长。这为设计制备高性能的医药材料提供了一个新思路。　　(2)受贝壳层状结构的启发，剥离后的水滑石纳米薄片带正电且电荷密度较高，能与聚阴离子肝素钠通过静电吸附和氢键作用而形成肝素钠-水滑石杂化薄片。首次利用真空抽滤方法快速制备出肝素钠/水滑石纳米复合薄膜材料，结果表明杂化薄片平行地堆积在一起，形成较为规则和致密的层状结构，与贝壳珍珠层的“砖-泥”结构类似。所制得的材料具有良好的力学性质，同时UV-vis测试结果和罗丹明B的降解实验都证明肝素钠/水滑石纳米复合薄膜材料具有隔离紫外线的特性。当暴露在火焰中时，这种复合薄膜材料不仅能非常稳定地保持其层状结构，而且能阻隔放置其后的棉球燃烧，表明其具有良好的阻燃性能。这能进一步拓展了仿贝壳珍珠层复合材料在光学、阻燃等方面的实际应用价值。　　(3)在贝壳珍珠层结构的启发下，以剪切滞后模型为指导，控制合成了具有特定长径比的水滑石纳米薄片(s=19～37)，并首次利用界面组装-旋涂的方法将其与聚乙烯醇进行组装，制备出同时具有高强度和优良韧性的层状聚乙烯醇/水滑石纳米复合薄膜材料。水滑石纳米片合适的长径比、丰富的氢键网络及优良的界面相容性使该薄膜材料具有优良的力学性能，其拉伸强度和应变数值均超过贝壳珍珠层。同时这种复合薄膜材料具有良好的光学透过性，这种性能可使其在水中变得更加透明。　　(4)在制备聚乙烯醇/水滑石纳米复合薄膜材料的基础上，将功能性的金纳米颗粒预先修饰在水滑石纳米薄片表面上，而后利用界面组装-旋涂结合的方法将其与聚乙烯醇进行组装，制备出聚乙烯醇/水滑石-金颗粒复合薄膜材料。这类新型复合薄膜的结构类似于贝壳珍珠层的“砖-泥”结构，金纳米颗粒均匀地分散在复合薄膜层间。其具有良好力学性能的同时还具有催化还原性能和表面增强拉曼散射性能，在催化传感器和表面增强拉曼散射基底方面存在潜在的应用。这种新型的复合材料不仅拓展了人工仿贝壳复合材料的应用领域，也为制备具有多功能的仿贝壳材料提供了新思路。