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自组装(英语:Self-assembly，或译自我组装)是用来形容一无序系统在没有外部的干预下，由个别部件间之互动(如吸引和排斥，或自发生成化学键)，而组成一个有组织的结构之过程。近年自组装特别吸引注意，因它提供自下而上(bottom-up)、可控制的方法组装原子或分子成较大的结构(像奈米结构、微型机器等)。
自组装至少有三个特征使其成为一个独特的概念
- 有序性:首先，自组装的结构必须比单独的组成部分有序性更高，无论是形状还是自主装实体进行的任何行为。这一点与化学反应不同，在化学反应中，通常是朝着无序性状态转变的。
- 相互作用:第二个特征就是像范德华力(Van der Waals),毛细现象 (capillary action), π-π相互作用, 氢键(Hydrogen bond)这些弱相互作用，相对于传统的共价键，离子键，金属键在合成反应中起着重要的作用。它们决定了液体的物理性质，固体的可溶性，及生物膜的分子组装。
- 组成结构:第三个特点既是组成结构不是分子或原子，而包括了纳米及细观结构，这些结构有着不同的化学组成，形状，功能。纳米结构可以通过传统的化学途径合成也可以通过自主装方式合成。
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