近几十年来,具有周期性结构的光子晶体(PCs)可以用于控制和操纵光流的这种特性,已经引起了研究人员的巨大兴趣。因为它们独特的性质,PCs在许多领域中具有非常大的应用前景,例如生物传感器,太阳能电池,显示器和光学器件等。然而由于胶体小球在组装过程中不可避免发生的收缩和产生拉伸应力,通常会导致PCs膜在形成期间无法规避地自发产生裂纹,进而大大降低其光学质量和强度。因此,对于制备没有缺陷和结构可控性的大面积自组装结构是非常有必要的。另一方面,因为在胶体装配、防水、防雾和自清洁方面等领域具有潜在的应用价值,具有高于150°的水接触角和小于5°的滚动角的超疏水表面近年来也受到了极大的关注。到目前为止,已经开发了各种方法来构建超疏水表面。表面粗糙度和表面能是制备超疏水材料的两个关键因素。通常,人们采取以下两种策略来制备具有低表面能和一定粗糙度的疏水表面:1、在低表面能材料表面构建微纳结构;2、在高表面能材料(金属等)表面先制备微纳结构,再用低表面能的物质修饰。在本论文中,我们发明了一种通过利用软组装和超疏水纳米针状表面的组合效应来制备厘米级无裂纹光子晶体膜的有效方法。通过无皂乳液聚合制备的不同接枝的聚苯乙烯胶体小球,分别在低温水热反应制得的超疏水基底上和亲水基底进行自组装实验对比。当胶体悬浮液在高粘附力亲水基材上进行自组装时,由于溶剂(水)分子的蒸发损失,胶体小球具有产生大裂纹的倾向。相比之下,当在接触角大和低粘附力的超疏水基底上自组装时,胶体悬浮液在水分蒸发过程中呈现出气固液三相线(TCL)的连续后退移动的变化。不断后移的TCL三相线和胶体小球适度的变形可以保持胶体小球不受限制的自由收缩。这样可以及时填补因为溶剂蒸发而产生的空缺,并能轻易获得紧密堆积完美有序的自组装结构。综上,我们通过选用柔软的胶体小球和超疏水纳米针状表面已经成功制备出大面积无裂纹的PCs薄膜。