纳米材料科学与技术作为一个具有前沿性、交叉性以及多学科性特征的新兴研究领域，其在化学与材料、生物与医学、信息与微电子及光电子、能源与环境等各方面展示出越来越广阔及深入的应用前景，在土木及土木工程材料领域的研究与应用也得到越来越多的重视。而在众多的纳米材料体系中，作为其中最重要的研究对象之一的氧化锌纳米材料，基于其优异的电、光、磁、力等性能而在众多领域中显示出极大的应用潜力，在世界范围内受到越来越多的关注。本文从氧化锌纳米材料的合成出发，运用水热法在多种衬底材料表面生长氧化锌纳米线/棒阵列，同时对水热生长过程中的附加产物（一些其他类型的氧化锌纳米材料）进行分析，在制备过程中结合衬底材料不断探索纳米氧化锌的新型结构形式。其后，具体对氧化锌纳米线阵列/纳米片修饰碳纤维表面后其接触角的变化及其对碳纤维复合材料界面性能的影响，纳米线阵列插层膨胀蛭石生长后形成的叠层阵列结构及其宏观力学性能等问题进行实验研究与分析。主要研究内容及成果具体包括以下几个方面：（1）氧化锌纳米材料的水热生长：提出了基于衬底材料的可选择性将氧化锌纳米材料的水热生长应用拓展的研究思路；研究了水热生长过程氧化锌纳米材料生长形态的影响参数及其影响特性，验证了着种、生长液浓度及生长时间等因素对水热生长的重要性；表征分析了水热生长过程中形成的无衬底生长阵列以及氧化锌纳米管团簇结构；利用二次水热法制备了氧化锌纳米针/线阵列。（2）氧化锌纳米线/片对碳纤维的表面修饰及其对复合材料界面性能影响：通过水热法在碳纤维表面生长出不同形态的氧化锌纳米线或纳米片等，运用复合材料界面评价系统进行微滴包埋拉出试验测试界面强度，并且对不同表面形态的改善效果进行了一一对应的对比分析，得到了初步规律，结果表明碳纤维经纳米氧化锌修饰后界面强度明显提高（最大实现117%的增强）；运用动态接触角仪测试不同表面形态碳纤维的接触角，结果表明表面经氧化锌修饰后接触角减小；另一方面，从微观角度对短切碳纤维经表面纳米氧化锌修饰后对其水泥基复合材料界面性能影响进行分析，并证明了纤维表面纳米氧化锌修饰对提高水泥基界面性能的作用。（3）氧化锌纳米线阵列插层膨胀蛭石生长及其宏观力学性能：利用膨胀蛭石层状结构作为水热生长衬底，在其层间表面插层生长氧化锌纳米线阵列；对插层生长形成的宏观纳米线叠层阵列进行分析测试，结果表明氧化锌纳米线插层膨胀蛭石生长后其弹塑性变形能力、耗能能力以及力学强度等都有较大改善；该类叠层阵列结构对实现轻型高效阻尼材料具有重要意义。