为了解决公共安全、环境保护、能源开发和食品安全等领域不断出现的新问题，有必要针对性地研制合适的高性能气体传感材料、气体储存材料、有毒有害气体的吸附及降解材料等。传统的研究大多基于“试错法”，得到的材料性能难以达到最优化，而且研究的工作量大且缺乏预知性。考虑到这类高性能功能化材料的研制都涉及分子表界面作用，如何从界面材料的吸附热力学/动力学这一材料“基因”着手，对材料的优化设计与性能改进提供必要的理论依据和优化方向，具有重要的学术意义和应用价值。　　因为集成硅悬臂梁等谐振式微纳传感器的频率输出信号直接表征吸附分子的质量，并且传感器对目标分子的检测信号是快速实时的。特别是该种微纳传感器十分微小，检测的材料样品和作用的分子数量可以是痕量的，十分适合用来反映材料与分子间作用的热力学与动力学特性。基于谐振式悬臂梁的上述优点，本文以谐振式微悬臂梁这一质量型传感器为分予吸附称量工具，建立一套材料表界面吸附热力学/动力学参数提取范式，并通过质量型化学传感器验证所提取的材料热力学/动力学参数。具体开展的工作有:　　厘清了吸附材料（尤其是化学敏感材料）的表象性能指标与其背后的热力学参数之间的具体关系，揭示了热力学参数正是决定材料性能的“基因”。基于热力学理论体系，建立了求解这类材料“基因”的详细方法，并绘制成了热力学参数求解的路线图。以三种形貌相似的介孔纳米颗粒对三甲胺气体的吸附特性研究为例，成功提取了整套的热力学参数，实践了热力学参数提取的方法，并进一步据此从材料“基因”角度，尝试提出了各种材料具体的适用场合。　　基于Arrhenius公式，详细研究了求解材料吸附动力学参数Ea的方法，并将该方法绘制成了动力学参数Ea求解的路线图。以两类胺基功能化介孔材料对CO2的吸附特性研究为例，利用成功提取的材料对CO2吸附活化能Ea，从动力学角度系统比较了这类材料在CO2吸附方面的优劣。根据Arrhenius公式指出的吸附速率常数k受温度T变化的影响关系，通过提高吸附温度的方法，对胺基功能化介孔材料的CO2吸附性能进行了有效调控。　　根据材料热力学的提取方法，研究了氧化硅介孔纳米颗粒对有机磷化合物的脱毒性能。以谐振式悬臂梁传感器为工具，提取了介孔纳米颗粒材料对有机磷模拟剂DMMP的吸附焓。循着热力学参数这一重要的线索，发现DMMP分子在介孔纳米颗粒表面发生了化学吸附甚至化学反应。设计了一系列的实验，验证了热力学研究的结论，并最终揭示了DMMP分子在介孔纳米颗粒表面发生的取代脱毒反应机制。使用市售的敌敌畏乳液作为脱毒对象，实毒研究了介孔纳米颗粒的脱毒效果，并从敌敌畏的分子结构和介孔纳米颗粒的表面活性两方面分析了高效脱毒原因。　　选取典型的MOFs材料——沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8纳米晶体为研究对象，定性、定量并从吸附焓变ΔH°这一材料“基因”角度系统分析了ZIF-8纳米晶材料对CO2和NO2这两类气体分子在干燥/真实大气气氛下的吸附特性。不仅从微质量型敏感测试与热力学参数提取角度定性、定量研究了ZIF-8纳米晶体材料与气体分子的界面作用机制，指明了该材料的应用范围，还为其它类型功能材料的界面分子作用机制研究提供了示范。　　初步得到了纳米材料的表界面活性与纳米尺度之间的定量关系。定量根据实时质量型敏感测试结果，定量研究了不同孔壁厚度的SBA-15介孔材料对有机磷模拟剂DMMP分子的表界面作用性能，依据定量提取的吸附焓变ΔH°，揭示了材料的纳米尺度与其表界面性能之间的定量关系，发现吸附焓变ΔH°与材料的纳米尺度之间存在的关系为lnΔH°∝1/L。建立了材料吸附温区的确定方法。依据吉布斯判据，利用得出的热力学参数ΔH°和ΔS°，可以从理论方面得出最大吸附温度Tmax，进而确定材料的吸附温区。初步得到了材料的吸附温区与介孔材料孔壁厚度之间的定量关系。