本研究为了突破胶体微球组装时因单一电性、单一方法和单一步骤所导致的胶粒晶体单一结构的局限性，选用二氧化硅(SiO2)和聚苯乙烯(PS)两种不同成分、不同尺寸的胶粒作为探针，从多方位研究二元胶体微球实现有序组装的途径，并揭示这些途径所导致的胶粒晶体新结构的特征。 在分析和试探带同性电荷胶粒和带异性电荷胶粒各自组装时所遇到的难题的基础上，提出了一种带同性电荷胶粒组装与原位改性进行异性电荷固定的新思路和以此为基础的逐层组装新方法。 首先制备了单分散SiO2和PS胶体微球并对其进行表面改性的研究，微球的表面改性主要关注微球表面的电性如何能够实现原位转变。本研究主要采用两种途径来实现这一目标：一是利用TiO2和Al2O3材料的等电点(pH值)适中，在实验上较易操作的特点，以SiO2胶体微球作为核心进行薄层包覆改性，通过调变胶体微球悬浮介质的pH值原位改变微球表面的电性；二是利用硅烷偶联试剂APS既能与SiO2胶体微球表面发生硅烷化反应而进行单分子层包覆改性(由负电性、亲水性转变为正电性、憎水性)，又能在UV照射下发生光化学反应进行电性反转(由正电性、憎水性转变为负电性、亲水性)的特质，对SiO2微球表面进行包覆改性并进一步通过UV照射改性。 在胶体微球能够进行原位表面改性的基础上，采用同性电荷组装与异性电荷固定交替进行的胶体微球组装方法，对不同成分、不同尺寸的二元胶体微球(SiO2和PS)进行逐层可控组装。具体方案为：表面带负电的聚苯乙烯(PS)胶体颗粒通过气-液界面组装形成单层有序的二维胶粒膜，之后转移至带正电的基片表面并固定后作为颗粒模板制导第二层胶体微球的组装；APS改性的二氧化硅(SiO2)胶体微球通过重力沉降在PS颗粒模板表面进行制导组装，通过UV照射使SiO2微球表面电性原位改变与颗粒模板间形成化学键连接而实现胶粒层间的固定。该方法同时避免了分别由同性电荷胶粒组装及异性电荷胶粒组装所遇到的难题，制备了由不同成分、不同尺寸的二元胶体颗粒构成的层内有序、层间有序且胶粒层间实现固定的PS/SiO2/PS复合胶粒晶体薄膜，为不同尺寸的多层异质胶粒晶体的组装提供了可行的途径。除了提出上述逐层组装新方法之外，本文还采用以下三种途径对二元胶体微球的有序组装进行了研究。 其一，将二元胶粒晶体薄膜分别独立组装之后进行复合制备胶粒晶体复合薄膜。采用垂直沉积和漂浮组装相结合的方法使二元胶粒薄膜分别独立组装之后原位复合，制备了具有不同结构(FCC/HCP)的PMMA/PS异质胶粒晶体复合膜及SiO2/PS异质胶粒晶体复合膜；采用基片两侧同时分别进行独立垂直沉积组装的方法制备了不同尺寸PS胶体微球复合胶粒晶体膜，并通过在组装体系中引入饱和乙醇蒸汽，实现了胶粒薄膜在有序组装同时晶格结构的固定。 其二，对二元组分胶体晶体浓缩、干燥制备二元胶粒晶体的方法进行探索，发现具有适宜表面电荷密度的二元聚苯乙烯(PS)胶体微球能够在以去离子水为悬浮介质的体系中进行晶化，形成具有较高晶化质量的胶体晶体。将PS胶体微球形成的二元悬浮态胶体晶体室温浓缩、干燥得到具有不同尺寸二元组分的胶粒晶体，表征发现二元PS胶体微球间的配位是随机的。 其三，采用分步旋涂组装方法制备了具有宽粒径比、高配位数的二元胶粒晶体合金薄膜。并对影响胶体微球有序旋涂组装行为的影响因素进行考察，发现旋涂界面具有良好的可润湿性是胶体微球能够进行有序旋涂组装的前提，当二元胶粒的粒径比一定时，第二层胶粒的数密度是影响二元合金胶粒薄膜配位数的关键因素。