阳极氧化铝(AAO)模板是目前制造纳米材料最常用模板之一。联用原位(in situ)椭圆偏振光谱法(SE)和电化学石英晶体微天平(EQCM)技术获取AAO模板生长过程中"电极/溶液"界面结构特征及动态变化；采用物理化学方法测定化学反应速率常数、活化能等动力学常数；在不同阳极氧化条件下制备多种AAO模板并总结制备条件对模板结构特征的影响规律。在上述实验结果基础上，在化学反应-扩散体系的理论分析框架中，剖析铝阳极氧化过程中化学、电学、力学、温度等因素非线性耦合作用的复杂动力学机制，确定AAO模板生长机理并合理抽象出数学模型；采用线性稳定性分析、分支(Bifurcation)分析和数值模拟等方法，重现体系经Turing分支而出现的空间自组织花样(Turing结构)，揭示AAO模板自组织生长的物理本质；关联相空间内体系出现Turing结构的参数范围与铝阳极氧化实验条件，指导AAO模板的设计及合成。