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复合材料工学摘要：一、复合材料工学简介1.复合材料的定义2.复合材料的发展历程3.复合材料的主要分类二、复合材料的基本性能1.力学性能2.热学性能3.电学性能4.化学性能三、复合材料的制备工艺1.原材料的选择与处理2.复合材料的制备方法3.制备工艺的影响因素四、复合材料的应用领域1.航空航天领域2.汽车制造领域3.建筑行业4.能源行业5.其他领域五、复合材料的发展趋势与挑战1.新型复合材料的研究与发展2.低成本、高效率的制备工艺3.环境友好型复合材料4.跨学科研究与创新正文：复合材料工学是一门研究复合材料的组成、性能、制备工艺及其应用的学科。
复合材料是由两种或两种以上不同功能和性质的材料通过特定的工艺手段组合而成，以实现各种优异性能。
在过去的几十年里，复合材料在各个领域得到了广泛的应用，并取得了显著的成果。
复合材料的主要分类包括：金属基复合材料、陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料以及它们的复合材料。
每种复合材料都有其独特的性能，可以满足不同领域的需求。
复合材料具有很多优异的性能，如高强度、高刚度、低密度、耐磨、耐腐蚀、导电、导热、电磁屏蔽等。
这些性能使得复合材料在很多领域取代了传统材料，成为现代工程技术的重要组成部分。
复合材料的制备工艺主要包括：熔融法、溶液法、化学气相沉积法、物理气相沉积法、聚合物固化法等。
这些制备工艺对原材料的选择和处理、设备要求、工艺参数等方面都有严格的要求。
合适的制备工艺可以得到具有理想性能的复合材料。
复合材料在航空航天、汽车制造、建筑、能源等众多领域都有广泛的应用。
如在航空航天领域，复合材料可以用于制造飞机、火箭、卫星等部件，以减轻结构重量、提高燃料效率；在汽车制造领域，复合材料可用于制造车身、底盘等部件，以降低汽车重量、提高燃油经济性；在建筑行业，复合材料可用于制造建筑模板、建筑补强等；在能源行业，复合材料可用于制造风力发电机叶片、太阳能电池板等。
尽管复合材料已经取得了显著的成果，但仍面临着许多挑战和发展趋势。
超材料的发展及研究现状王霞;张冉冉;吕浩;赵秋玲;滕利华;张帅一;高鹏;艾晶晶【摘要】超材料是指具有一些天然材料所不具备的超常物理特性的人工复合材料,广义的超材料包括光子晶体、左手材料、超磁材料等.近年来,超材料凭借其优异的物理特性被成功应用于工业、军事、生活等各个方面.从超材料的基本概念出发,归纳总结了超材料的国内外研究进展,详细介绍了通过自组装、刻蚀、沉积等微纳加工技术制备超材料的实验过程,系统分析了超材料在新型微波器件、新型抗电磁干扰器件,无绕线电感、传感器以及光诱导开关等方面的应用.【期刊名称】《青岛科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(037)002【总页数】8页(P119-126)【关键词】超材料;光子晶体;研究进展;制备方法【作者】王霞;张冉冉;吕浩;赵秋玲;滕利华;张帅一;高鹏;艾晶晶【作者单位】青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061;青岛科技大学数理学院,山东青岛266061;青岛科技大学山东省新型光电材料与技术工程实验室,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】O063超材料是指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料，最早由Walse教授提出[1]，其超常特性来自于人工结构而非材料本身，广义的超材料包括光子晶体、左手材料、超磁材料等。
自组装制备纳米材料的研究现状摘要文章综述了纳米材料各种制备方法，提出了应用自组装技术制备纳米材料。
评述了其在制备纳米材料时的机理、优缺点。
综述了纳米材抖的各种制备方法，提出了应用自组装技术制备纳米材料。
并对国内外应用自组装技术制备纳米材料(如纳米团簇、纳米管、纳米膜等)的研究现状进行了综述。
关键字：纳米材料自组装纳米团簇纳米薄膜前言纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的一种具有全新结构的材料，它所具有的独特性质，使它在磁学、电学、光学、催化以及化学传感等方面具有广阔的应用前景。
自组装技术从纳米材料出现开始就一直应用于纳米材料的制备，只不过当时没有明确地将其作为一种方法提出。
到目前为止，自组装技术已能用来制备纳米结构材料，如纳米团簇、纳米管、纳米环、纳米线、多孔纳米材料、功能化纳米材料、功能化纳米级膜及有机/无机纳米复合材料。
纳米科学生命科学技术、信息科学技术和纳米科学技术是本世纪科技发展的主流方向。
纳米科学技术是在纳米空间对原子、分子及其他类型物质的运动与变化规律进行研究，同时在纳米尺度范围内对原子、分子等物质结构单元进行操纵、加工的一个新兴科学领域。
著名物理学家诺贝尔奖获得者Richmd P．Feynman在1959年l2月指出”There is a plenty of room at the bottom”,并预言，如果人类按照自己的意志去安排一个个原子，将得到具有独特性质的物质。
1981年G．Binning教授和H.Rohrer 博士发明了扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscopy，STM)，使人类首次能够直接观察原子，并能通过STM对原子、分子进行操纵。
1990年7月，在美国巴尔的摩召开了第一届国际纳米科学技术学术会议，这标志着纳米科学技术作为一个新兴的领域正式形成，纳米材料学成为材料科学的一个新分支。
2000年7月美国国家科学技术委员会宣布实施纳米技术创新工程，并将纳米计划视为下一次工业革命的核心。
自组装技术在纳米材料合成中的应用随着科学技术的不断发展，人们对于更加精细化、高科技化的材料需求也日益增加。
在这一过程中，纳米技术逐渐成为了一种大势所趋。
纳米技术是一种能够控制物质结构在尺寸和性能等方面具有极高精度的技术，能够将材料的部分属性进行微观调整，从而制备出高性能、高可靠性、高抗冲击性、高热稳定性等各种材料。
而自组装技术则是纳米材料合成中的重要技术手段之一，可以使得不同类型、不同形态的纳米材料进行高效且精准的组装，最终实现了新材料的合成。
本文将重点探讨自组装技术在纳米材料合成中的应用。
一、自组装技术的基本原理自组装技术是指将材料的基本单元——分子、微粒子、纳米粒子、高分子等框架化功能单元在体系内自发组装为更大的结构形态的一种方法。
自组装技术能够将纳米材料进行精准合成，精益求精，通常是通过“两步法”来实现。
首先是选择合适的单元：在实际操作中，需要进行单元的筛选、择优等过程，选出最合适进行自组装的单元。
其次是设计合适的自组装方案：一方面，需要考虑单元从自己组装之后要达到的结构形态，另一方面，需要考虑形态组装的稳定性、可控性等影响因素。
当这些问题解决后，再对单元进行组装，即可得到所需要的新材料。
二、自组装技术的应用范围非常广泛，其中纳米材料合成是自组装技术的常见应用之一。
1、自组装技术在纳米材料的表面修饰中的应用纳米材料因其表面活性大、晶格缺陷多等特点，表面的化学修饰通常是将纳米材料应用在实际中的前提，通过化学修饰来改善纳米材料的使用性能和稳定性。
自组装技术可以将不同材料的化学单元组装成为表面修饰分子，将其固定在纳米材料表面，从而获得了一种新型的纳米修饰材料。
例如，自组装法可以修饰金属纳米粒子表面，例如原子层细分修饰，水相修饰，有机物基表面修饰等，也可以将自组装单元封装在纳米粒子中。
这些修饰材料具有良好的生物相容性、可溶性、可稳定性等特点，能够在纳米分析、纳米制药等多方面产生巨大的应用价值。
2、自组装技术在纳米材料的制备中的应用纳米材料在结构、形态、物理性质等方面都具有特殊的性质，利用自组装技术进行修饰和改变，能够得到新的性能更好的纳米材料。
新型材料的成分设计及合成方法研究随着科学技术的发展，材料科学的研究变得越来越重要。
新型材料的研究及其应用已经成为社会发展的核心。
新型材料的成分设计及合成方法是其研究的重中之重。
在新材料的研究中，成分设计关系到材料性质的优化、改良和新的应用。
今天，本文将着重介绍新型材料的成分设计及合成方法的研究进展。
一、新型材料的成分设计1、成分设计理念新型材料（例如功能材料、多功能复合材料等）的研究和发展，需要成分设计的支撑。
成分设计的理念指的是根据期望的材料功能和特性，提出设想的组分和组分之间的相互作用机制，通过计算机模拟等方式预测材料的性质，以达到特定的应用。
这种理念使新型材料的设计更简单、高效和准确，同时降低了材料研发的成本和时间。
2、材料基因组学材料基因组学方面的研究使成分设计变得更加丰富。
材料基因组学包括先进的实验室实践和计算模型。
实验室实践包括高通量合成、高通量数据采集、高通量材料测试等。
计算模型包括从第一性原理出发的量子物理模拟、高通量计算等。
通过高通量数据和计算方法的结合，可以加速新型材料的发现过程，使成分设计更加高效和灵活。
二、新型材料的合成方法研究1、纳米化技术纳米化技术是一种常见的新型材料合成方法。
纳米化技术的优点是可以调节材料的大小、形状和结构等特性，从而可通过改变材料粒子大小来提高材料的性能。
例如，晶须微观结构的优化，可以改善材料的塑性结构，提高材料的强度性能。
通过纳米化技术，可制备大量具有不同或增强属性的新型材料，例如纳米材料、纳米传感器等。
2、桥联合成桥联合成是另一种常见的新型材料合成方法。
通过连接多个小分子或基团，可以形成具有复杂结构和性能的高分子材料。
这种高分子材料在生物医学和电子器件领域中应用广泛。
3、自组装技术自组装技术是一种常用的新型材料研究方法。
这种方法利用材料间各种物理化学力的相互作用来制备具有自组合的形态结构的材料。
例如，在实验过程中可以通过调节碳纳米管分散液中分子间相互作用的力以实现自组装，制备出具有与传统材料不同性能的新材料。
材料学中的自组装技术应用自组装技术是材料学中一种重要的制备方法，通过自身分子间相互作用，材料可以自我组织成有序的结构。
自组装技术广泛应用于纳米材料、薄膜、生物材料等领域，为材料科学和工程带来了许多创新和突破。
本文将介绍材料学中的自组装技术及其应用。
一、自组装技术概述自组装是指在适当条件下，材料自身分子间的相互作用力驱动下，将分子、纳米粒子等按照一定规则自发组装成有序结构的过程。
自组装技术是材料学中一种灵活、高效的制备方法，可以制备出各种形态的材料，如纳米颗粒、纳米薄膜、纳米线等。
二、自组装技术的分类根据自组装过程的不同，自组装技术可以分为静态自组装和动态自组装两类。
1. 静态自组装静态自组装是指在静态平衡条件下，材料自身分子间的相互吸引力和斥力相互平衡，使得材料自发组装成有序结构的过程。
常见的静态自组装技术有分子自组装和胶体自组装。
分子自组装是指通过分子间的非共价相互作用力，如氢键、范德华力等，使得分子有序排列形成有机分子的自组装结构。
这种自组装结构具有一定的稳定性和可控性，可应用于有机光电器件、药物传递等领域。
胶体自组装是指由胶体颗粒组成的体系通过相互作用力有序排列形成有序结构。
胶体自组装技术常用于制备纳米颗粒、纳米薄膜等材料，其结构和性质可通过调控胶体颗粒的形状、大小、表面性质等进行调控。
2. 动态自组装动态自组装是指利用外部刺激或条件改变材料中的相互作用力，使材料分子或颗粒发生有序排列的过程。
动态自组装技术具有可逆性和响应性，常用于智能材料、微观机械等领域。
三、自组装技术的应用自组装技术在材料科学和工程中具有广泛的应用前景。
1. 纳米材料制备自组装技术可用于纳米材料的制备，如纳米颗粒、纳米薄膜、纳米线等。
通过调控自组装过程中的相互作用力和条件，可以精确控制纳米材料的大小、形状及结构，从而调控其性能和功能。
2. 生物材料应用自组装技术在生物材料领域有着广泛的应用。
通过自组装技术，可以制备出具有特定功能的生物材料，如药物传递系统、组织工程支架等。
材料科学中的自组装技术材料科学是一门研究材料的内部结构和性质的学科，自组装技术是材料科学中的重要技术之一。
自组装技术是指通过分子自身相互作用，在不需要人为操作的条件下，形成有序的结构的过程。
在材料制备中，自组装技术被广泛应用，可以用来制备纳米尺度的材料结构，这些结构具有很多独特的性质，例如光学、电学、磁学和力学等，因此在图像处理、能源转换、生物医学、信息存储等领域，受到了广泛的关注。
自组装技术基于分子自身的相互作用，因此需要充分了解分子的化学和物理性质。
针对不同的分子之间的相互作用力，可以设计出不同的自组装体系。
常见的自组装体系包括：氢键自组装、π-π相互作用自组装、静电相互作用自组装、亲疏水相互作用自组装等。
在氢键自组装体系中，分子通过氢键相互作用形成有序的结构。
氢键是一种分子间弱的相互作用力，在自组装过程中起到了很重要的作用。
在π-π相互作用自组装体系中，含有芳香性结构的分子可以通过π-π相互作用形成有序结构。
这种相互作用力不仅在分子间的相互作用中起到了很大的作用，在聚合物自组装中也发挥了很重要的作用。
静电相互作用自组装体系中的分子带有正、负电荷，通过相互吸引形成有序结构。
这种自组装体系因为分子的电荷性质不同，会导致形成的结构也不同。
亲疏水相互作用自组装体系是利用分子中亲水基团和疏水基团之间的相互作用力形成有序结构，这种自组装技术被应用在生物医学中，例如利用磷脂双层结构制备药递送系统等。
应用自组装技术制备纳米材料结构，不但可以掌握材料中纳米尺度的有序性质，还可以精准地控制材料的结构和性质。
自组装技术可以制备出不同形状和尺寸的纳米结构，例如纳米颗粒、纳米管、纳米线等。
在这些纳米结构中，都存在着大量的表面原子，这些表面原子具有特殊的化学和物理性质，例如高反应性、高催化活性等。
通过控制纳米结构的形状和尺寸，可以调节纳米结构的表面性质，从而改变材料原有的性质。
自组装技术还可以制备复合材料结构，例如将一些分子或纳米结构组合在一起形成新的材料结构。
纳米材料的自组装制备技术的研究和应用随着科技的不断进步和发展，我们的世界变得越来越小，科学探索的领域也越来越高精尖。
在这样的发展背景下，纳米材料作为一种新型材料，迅速地受到了学术界和产业界的关注。
不论是在新型电子器件、生物医药领域还是环境保护领域，纳米材料都具备着极强的应用价值。
而其中，纳米材料的自组装制备技术更是备受研究者们的青睐。
因为不仅可以利用这种技术实现高效纳米级结构物的制备，同时可以通过将纳米单元按照一定规律或方式组合而成的材料，这种材料与单纯的纳米材料相比，其附加的性质更加丰富和复杂。
纳米材料的自组装制备技术，有着广泛的研究和应用前景。
一、纳米材料的自组装制备技术基本原理纳米材料的自组装制备技术，是指通过分子间具有特定相互作用的纳米粒子，为了极力降低能量，自组装成具有特定结构和性能的纳米级结构物。
该技术的基本原理在于，利用自组装过程中的分子间相互作用来控制纳米单元的聚集形态，从而获得不同尺度、形状和结构的纳米级物质。
其中，分子间相互作用的种类包括但不限于范德华相互作用、静电相互作用、氢键相互作用、配位键相互作用等，这些相互作用的机理和特性在不同的自组装体系中，可能会有所不同。
但总的来说，这种自组装过程在纳米材料制备中的作用具有不可替代的地位。
二、纳米材料的自组装制备技术的研究现状随着纳米材料研究的发展，各种纳米材料的自组装制备技术已经被提出或部分应用，其中较为成熟的技术包括胶体晶体自组装、界面自组装、自织扩散自组装等，这种技术的发展形成了一些特点鲜明的分支领域。
（一）胶体晶体自组装胶体晶体自组装是通过在稳定胶体颗粒流体的基础上，利用胶体粒子之间的相互作用来自组装出具有特定结构的有序胶体晶体。
该技术有着较为成熟的研究和应用实践，可以制备出具有周期性结构的纳米级三维晶体、二维膜、柱状结构和球形结构。
胶体晶体自组装在新型传感器、光学器件、微纳机械等领域中都有着广泛的应用前景。
（二）界面自组装界面自组装是指在两相界面上吸附、自组装成具有特定功能羧酸盐、十六烷基三甲基溴化铵等分子的技术。
大分子化合物及其自组装1 背景意义（引言）材料在人类社会进步过程中有着特殊意义。
从石器时代，青铜时代，铁器时代，到水泥/钢筋时代，再到硅时代，无一不体现出材料的重要作用。
科学家预言，我们正步入纳米时代。
纳米是长度单位，原称毫微米，就是十亿分之一米或者说百万分之一毫米，略等于45个原子排列起来的长度。
纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，研究领域为结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。
现在纳米研究正在蓬勃展开。
科学家们通过实验发现，在纳米尺度的结构有很多新现象，新特征，新技术。
纳米电子器件有金属块，纳米陶瓷，纳米氧化物，纳米药物，纳米卫星，以后还有纳米化妆品、纳米电冰箱、纳米洗衣机、纳米布、纳米水等新产品问世。
过去几十年间，微电子和计算机技术被广泛运用。
内存的容量和运行速度以幂指数式增长。
这种增长机制正是通过降低芯片的尺寸来实现的。
目前，为满足客户需求，芯片尺寸已降低到100nm以内。
在生物医学和人类健康领域，为了更好的诊断和治疗，纳米探测器，纳米抗体，纳米药物的研究正蓬勃展开。
在纳米尺度上实现材料表面结构和性质的加工或图案化，对现代技术的发展和理论的应用有着重要的意义，特别是新型微小结构的成功构造或现有结构的微型化。
微加工或图案化技术， 除了对微电子技术中的集成电路、信息存储器件、微机电系统有巨大推动作用外，还对小型传感器、机械材料、生物载体和微型光学元件等的响应速度、成本、能耗和性能有优化作用。
与此同时，纳米技术的发展和应用融合了多门传统学科，相继衍生出多种学科门类，创造了新的理论和方法，为微观世界的研究提供了很好的契机。
然而也面临着很多困难，纳米材料在热力学、动力学、光学、磁学、电学以及化学性质方面都与宏观物体有很大的不同。
首先的加工制作的困难。
尺度太小，要求很精确，受传统理论的限制。
比如，光刻中受衍射极限的限制，传统的方法很难获得突破性进展。
此外也受形态和空间排布的影响。
1959年，著名理论物理学家Feynman就提出纳米材料与技术的构想。
在之后的几十年间，一直没多少人关注。
纵是在1981年扫描隧道电子显微镜和在1986年原子力显微镜被发明后，纳米技术的应用仍受局限。
然而到了20世纪末，随着科技的进一步发展，纳米技术的重要性终于凸显出，成为各主要发达国家重视的科技计划。
近年来在光刻、电子束刻蚀、离子刻蚀、气相沉积等物理微加工技术快速发展的同时, 利用化学自组装技术构筑有序微结构也受到了人们越来越多的关注。
通过自组装技术能解决我们面临的很多问题。
随着胶体晶体研究的火热，人们发现一种不依靠人力就能完成组装和构筑结构的方法，由于这种方法简便、制造结构多样、重复性好等优点，他已在物理、化学、生物、材料、医学等领域获得很大运用，而且越来越受到重视。
这种方法就是自组装技术。
2.1 自组装与生物医学通过自组装技术形成的单分子层、膜，囊泡，微管和生物传感器，神经修复材料以及基因传输系统等，对临床医学诊断和治疗有重要作用。
中山大学基于自组装技术制备硫酸链霉素修饰电极来检测抗生素，并分析了硫酸链霉素与鱼精DNA 的相互作用。
上海大学采用含银聚电解质络合物和利用层层静电自组装技术制备出了抗菌性滤膜。
1998年，德国人Mohwald利用层层自组装制造了高分子胶囊，使自组装在药物生产上有了运用。
近年来，研究者通过改变胶囊组分和厚度，制备出了可缓释微胶囊。
据报道，去年南开大学利用自组装技术制备PDDA-多壁碳纳米管-胆碱生物传感器，在临床医学检测上获得突破。
2.2 自组装与物理化学IBM的研究人员将分子的自组装能力与标准的芯片制造工具相结合，制造出一个超小型电脑存储设备。
该设备类似一种闪存，可以用于便携式电脑存储设备和移动电话。
由于分子有自组装能力，可以减少半导体生产过程中的复杂性，从而有可能降低成本。
随着微电子及时的不断发展，正需要更多的小体积、多功能、结构复杂的纳米级构造单元。
利用自组装技术，不仅能对材料表面修饰而获得原本不具备的光、电、磁、力等性能的新材料，而且还能制造出分子开关，分子存储器，分子导线，分子集成电路等小型器件。
Health等人研制了一个分子装置的自组装过程，制造了一个以分子为基础的电路框架结构，制得了由金属、半导体纳米线所得的超高密度阵列及纳米逻辑电路。
其纳米线接点处密度高达每平方厘米1011个交叉点。
1992年，成功合成了M415系列介孔分子材料。
以此材料为基础的多种新型催化材料已在石油加工、大宗化学品的生产和精细化学制品的生产方面获得很大利用。
2.3 自组装与纳米技术纳米技术为制造大面积、无缺陷的结构和高质量大数量及结构和性质可控的新材料。
利用自组装能完成这样的任务。
现在环保事业越来越受重视，为解决环境污染和节约资源，传统材料正被新型的低碳、低成本、能回收、易降解、无伤害纳米材料所取代。
哈尔滨工业大学制备出了一种聚偏氟乙烯纳米复合超低压超滤膜，具有改变复合膜的亲水性，提高水通量，延长清洗周期，实现大规模应用的优点。
自组装与纳米技术相结合不仅能制备出单层膜、多层膜、复合膜，还能组装成多种结构，如管状、螺旋状、球状和花朵状、碗状等。
此外，还能利用已制备出的图案为模板制备更加精致形象的二维三维图像，使纳米技术应用更加广泛。
自组装技术制作的纳米结构正获得越来越多的应用领域，那到目前为止，自组装技术到底是什么样的技术呢？它的发展到底怎么样了呢？3目前已有的自组装方法3.1 自然沉降法自然沉降法又叫重力沉降法，是利用重力场的作用，在无外界影响的情况下自然形成的晶体结构。
地壳中的蛋白石就是一种天然的硬化的二氧化硅胶凝体。
一般情况下，由于胶粒的尺寸和密度够大，它们就能沉积在容器底部，然后经历无序到有序的自组装过程。
其中胶粒的大小影响着沉积的效果。
对于小胶粒（300nm以下），所受重力较轻，重力被粒子的布朗运动抵消了，难以沉积。
如果粒子粒径较大（550nm以上），所受重力又较大，沉积速度多块，难以形成有序结构。
自然沉降的优点是过程较为简单，一般实验室都可做。
缺点是不能控制堆积结构，且所需时间较长，晶体的长程有序度不高。
3.2 旋涂法对于粒径较小的粒子，无法通过重力沉积，但能在离心力下排列成有序结构，特别是对亚微米的胶粒（300~550）。
这种方法简单快捷，能形成单分散结构。
其影响因子有溶液浓度，周围温度，相对湿度以及旋转速度。
旋转速度，也就是离心力的大小是决定胶体晶体质量的关键。
如果速度过大，就会出现很多缺陷裂缝；如果速度过小，会导致粒子沉不下来或沉降过慢，形成多层结构。
3.3 垂直沉积法垂直沉积法的基本原理如图所示，简单地将基片垂直浸入单分散微球的悬浮液中，当溶剂蒸发时，毛细管力驱动弯月面中的微球在基片表面自组装为周期排列结构，形成胶体晶体。
这种方法能克服生成的胶体晶体存在各种尺寸的多晶区域并且难以控制样品厚度的缺点。
晶体的厚度可以通过调节微球的直径和溶液的的浓度来精确控制。
晶体的厚度与溶剂的蒸发温度无关，但晶体的质量与溶液的蒸发温度有关。
垂直沉积法的关键工艺控制参数是基板和溶液的相对运动速率。
近年来，技术的改进是该方法不断得到完善，应用范围进一步得到拓宽，相继出现了有温度梯度的垂直沉积法、基片提拉法、流速控制法、倾斜基片法以及双基片垂直沉积法等。
3.4 对流自组装法对流自组装方法是一种快速的制备各种粒径有序结构的方法。
示意图如下。
这种方法不仅能用来制备二维和三维结构，还能用来制作二元胶体晶体。
当把一滴胶体悬浮液滴在基底上，胶体粒子就会向液滴边缘移动。
这是因为边缘处的溶液蒸发速率很高，导致溶液带着微球向边缘移动， 靠着横向毛细作用力组装成有序结构。
影响组装厚度的因子是基底揭起的速率和悬浮液浓度。
Mun Ho Kim 等人所作实验表明，堆积厚度与揭起速率成反比。
在20um或30um每秒时，自组装形成多层结构；在45um每秒时形成单层结构；在75um每秒时形成稀疏结构。
且层的厚度满足公式，其中K是层数，β是粒子速率与流体速率的比值，L是弯月面的长度，j是溶剂蒸发速率，是微球的体积分数。
2.5 气液界面组装法装置图如上所示，把ps球铺在液体表面（一般为水），通过分子间作用力和液体的表面张力挤压ps球形成有序结构。
然后通过吸管或排水装置把水放干，就能在基底上得到有序二维或三维结构。
这种方法简单经济可行，所需装置不昂贵。
困难之处在于微球只在液体表面且是单层状态或所需多层。
3.6 电泳辅助沉降法利用胶体微粒的电泳现象可以很好地解决粒子粒径不同导致的沉降速度不同的影响。
如上图所示，一般胶体微粒都带一定的负电荷，当在悬浮液中施加一定电压时，微粒就会在电场的作用下做定向运动，从而在正电极一边形成有序的晶体结构。
如果，正电极一边的挡板已是图案化的，还能形成其他纳米结构。
此种方法的关键点在于电泳强度和时间的控制。
3.7 胶体外延法胶体外延法又叫做模板定向法。
如果仅依靠胶体粒子的简单自组装,得到的往往是具有密堆积结构(如fcc)的胶体晶体。
尽管某些外场的施加可以在一定程度上调变胶体晶体的晶格结构,但其调变能力仍受到很大限制。
要得到更为复杂的晶格结构并人为控制晶体的取向,往往需要借助于外界模板的引导作用。
因此,模板引导下的胶体粒子的自组装近年来已成为制备复杂结构胶体晶体最为有效的方法。
Xia等利用具有特定凹槽结构的平面基底作为图案化模板,通过胶体分散液的流动沉积,制备出一系列新颖的具有复杂结构的胶体晶体。
当0. 9μm的PS微球在直径2μm、深度1μm的圆柱状孔洞中沉积时,得到三角状排列的胶体粒子聚集体;当0. 7μm的PS微球在同一孔洞中沉积时,则得到五角状排列的胶体粒子聚集体;如果胶体分散液的体积分数较高,当2μm的PS微球在直径5μm、深度1. 5μm的圆柱状孔洞中沉积时,可以得到复杂双层结构;当1μm的PS微球在宽度为2. 72μm的V形凹槽中沉积时,可以得到螺旋链状结构,这里螺旋链的手性还可以通过改变流动沉积过程中液体弯月面的形状来进行调控。
如果采用限制性更强的孔道状模板取代相对开放的凹槽型模板,则可能得到其他新颖结构的胶体晶体。
4大分子自组装的理论及工艺通过各种技术在实验室做出的纳米结构，显示独特的性质。
研究发现，通过亚波长纳米金属孔阵列的光在某些波长处有异常的增强现象。
后续研究表明，当改变了金属纳米孔阵列的参数如周期、孔径、薄膜厚度、形状等几何参数后，可以实现对不同波长透过率的控制。
利用这样的技术，设计出彩色滤波器，然后放置在有机发光二极管（OLEDs）上，就能解决彩色显示的问题。
利用聚苯乙烯纳米球阵列的光束会聚作用和银的负折射率效应，有人提出了新的超衍射光刻技术。
这种技术突破光学极限的限制，通过一次曝光得到大面积的纳米结构，不仅实验过程操作简单、成本低廉，而且加工效率高。
