纤维素纳米晶体(CNC)是一类重要的一维生物质纳米颗粒,一方面,其表面及体相表现出纤维素晶体结构信息;另一方面,表面大量极性基团的存在,使其在水体系中具有优异的分散性能,可以通过一系列组装手段获得多重代表性介观结构,如液晶、凝胶、有序组装体等。本论文首先发展了利用提拉法获得面内单轴取向纳米纤维素薄膜的方法,并利用上述薄膜作为模板,分别实现了药物有机分子和代表性结晶高分子的取向外延结晶。对于有机小分子药物,以吲哚美辛为例,我们通过旋涂法在单轴有序CNC基底表面制备了药物的液态前驱体薄膜,并将复合薄膜置于溶剂蒸气环境中促进其结晶,最终制备出高度有序的晶体阵列。我们使用多种表征手段对晶体阵列的三维取向进行分析并利用分子动力学模拟探究了外延生长的机理。对于结晶性高分子体系,我们在单轴取向的CNC薄膜上外延结晶出聚己内酯(PCL)薄膜,并利用X射线衍射,小角、广角X射线散射,以及多种显微成像技术对其进行表征,证明了其片晶结构的高度三维取向,并发现聚己内酯薄膜面内取向与基底中CNC颗粒的排列方向存在一个固定的夹角。我们进一步研究了 CNC薄膜对PCL异相结晶的成核促进作用。此外,我们利用分子动力学模拟研究了 PCL和CNC之间的晶体结构匹配关系,发现两种晶体间的分子氢键相互作用是异相成核的主要驱动力。面内单轴取向CNC薄膜亦成功诱导其他两种高分子取向结晶,进一步验证了氢键相互作用是CNC薄膜诱导结晶高分子取向结晶的关键因素。值得强调的是,我们的组装方法以一维纳米颗粒的水溶胶为原料,采用提拉法进行面内单轴取向薄膜基底的制备。此方法绿色高效,可以实现高通量,连续性的生产,有潜在的工业应用价值。另外,我们深入探究了有序CNC基底对外延有机小分子和结晶性高分子的三维晶体取向和结晶动力学的影响,并实现了曲面基底上的有序组装和外延结晶。基于有序纳米组装体的基底可以用于各类功能薄膜材料的制备,为各种柔性功能器件的集成制造开拓了思路。