胶体颗粒自组装得到的胶体晶体具有长程有序性和其它一些特殊性质，如光反射、光子能带、最大堆积密度和高比表面积等，这些性质决定了它具有许多特定的潜在应用，是目前国内外学术界研究的热点。垂直沉积法是制备高质量的单晶胶体晶体的方法中最常用的一种。但是，自组装过程中的裂纹问题是制约其发展的重要问题。　　 本论文通过原位观测的方法研究了垂直沉积过程中裂纹的形成过程，对初始裂纹和次生裂纹的断裂机理进行了分析：随着不断地蒸发，液体弯月面逐渐深入到颗粒网络内部并对颗粒网络产生挤压作用是导致裂纹产生的主要因素。通过完全干燥薄膜的扫描电镜照片我们发现次生裂纹的存在彻底地破坏了薄膜的完整性。为此，我们对垂直沉积法进行了改进，利用变压蒸发的方法控制薄膜的正常生长和裂纹的产生。通过这种变压垂直沉积方法，我们抑制了次生裂纹的产生，制备出了更高质量的胶体晶体薄膜。　　 同时，我们对5种不同粒径胶体薄膜的初始裂纹形态进行了原位观测，发现对于相同厚度的薄膜，其裂纹间距随粒径的增大而减小。这一实验现象与传统的胶体涂层干燥断裂实验和理论结果存在着矛盾。我们认为传统的胶体涂层干燥断裂实验中凝胶过程带来的应力应变状态复杂化以及薄膜结构和厚度不均一的缺点是产生这种不同的主要原因。另外，其断裂理论多为连续介质模型，忽略了薄膜微观结构对断裂的影响，因而与我们的实验结果产生了矛盾。由于垂直沉积法制备的薄膜具有高质量的面心立方单晶结构，我们引入了晶体断裂理论的分析方法并结合传统的胶体涂层干燥断裂理论，建立了适用于垂直沉积自组装薄膜的干燥断裂理论，很好地解释了裂纹间距具有粒径依赖性的现象。　　 众所周知，裂纹的产生是应力应变与薄膜本身力学性能共同作用的结果。那么，在相同的应力应变状态下，裂纹间距随粒径的变化规律必然反应了薄膜的某些力学性能的粒径依赖性。我们从裂纹间距具有粒径依赖性的实验现象出发，利用传统的胶体涂层干燥断裂理论和晶体断裂理论得到了垂直沉积自组装薄膜裂纹产生时剪切模量随粒径的变化规律，结果表明剪切模量随着粒径的增大而减小。同时，通过与颗粒聚集体材料力学性能研究的比较，我们研究了这一粒径依赖性产生的物理本质，并对这一结论在传统胶体涂层干燥断裂领域的适用性进行了分析。　　 最后，在胶体薄膜制备研究的基础上，我们采用不同的方法制备了不同孔径的二维纳米多孔薄膜，并试探性地研究了这种多孔薄膜在流动沸腾传热领域的应用，以及过冷度、流速、纳米多孔薄膜孔径等因素对流动沸腾传热的影响。