在现代材料的研究发展过程中，研究者们常发现材料的有些性能很难同时达到较理想的水平，提高某一方面的性能后（比如刚度），另一方面的性能却会因此下降（比如韧性）。这个问题在研发综合性能优异材料的过程中一直存在。但是，自然界给了我们灵感，相关研究发现：自然界中的有些生物材料可以同时具有很好的强度、刚度和韧性，这使我们研发综合性能优异的新材料成为可能。本文通过一种改进的制备工艺，制备了仿生层状石墨微片/树脂杂化膜。这种杂化膜的微观结构与同时具有很好强度、刚度和韧性的生物材料的微观结构非常相似。首先，我们采用了多巴胺对石墨微片进行了表面处理，再采用类似LB膜组装的方式将石墨微片自组装成膜；然后，将自组装膜转移到树脂表面，通过湿膜制备法在规整的石墨微片层上涂覆新的树脂层。重复这个过程，制备了多层的有机无机杂化材料。研究发现：这种方法可以控制杂化膜中的石墨片含量和排布。这种结构可以提高杂化材料的拉伸强度和杨氏模量，同时较好地保持原树脂的延伸性，使得杂化材料具有较好的综合力学性能。研究表明，未经表面处理的石墨微片也具有一定的增强效果，可能的原因的是石墨微片的表面呈介观不平整性，嵌段共聚物的树脂也会通过相分离的内部驱动力在界面上形成局部分相结构，由此会在石墨微片和树脂的界面形成较强烈的―互扣效应‖，促使其力学性能的优化。但经多巴胺表面处理的石墨微片，其与树脂层间的界面作用力更强，使得其增强效果比未经表面处理的石墨微片增强效果更好。本文还采用层层组装的方法制备了多层的氧化石墨烯与聚乙烯醇树脂的杂化材料。由于氧化石墨烯自身的力学性能非常突出，又具有很好的透明性，使得这种杂化材料的力学性能有较大的提升，同时还具有非常好的透明性。结果表明,该杂化材料在对光学透明度和力学性能要求较高的领域有潜在的用途。此外,我们还通过真空辅助自组装的方法,制备了氧化石墨烯和聚多巴胺的层状杂化材料。