超分子自组装材料是由分子间非共价相互作用驱动而自发形成的多尺度有序结构，是一类具有广阔应用前景的理性设计功能材料。单体之间非共价键的动态特性使得超分子材料具有自愈合和容易循环等优点，而且也对多种外界因素和刺激很敏感，在光电转化、生物医药等方面有潜在应用。超分子材料应用的挑战之一是调控微观结构，源于操控非共价键的难度、组装结构的动态和对各组装步骤物理表征的缺乏。我们用光谱、透射电子显微镜等多种手段和热力学模型拟合来理解超分子自组装的机理和过程，并用同步辐射X射线散射来表征超分子材料的结构。高空间分辨的X射线广角散射/衍射能提供分子排列和原子位置分布等微观结构信息，低分辨的小角散射则能检测纳米尺度的结构和有序。基于结构表征和调控，我们还会探索超分子材料中的能量转移现象以及在圆偏振发光等领域的应用。