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胶体光子晶体,是受自然界中光子晶体结构的启发、通过单分散乳胶粒的自组装而形成,呈现出的颜色鲜艳,色彩饱和度高,可作为检测特定分析物的化学和生物传感器。但传统以苯乙烯(St)为基体的光子晶体膜存在功能单一、脆性高、难揭膜、响应慢等不足。本文通过无皂乳液聚合制得两种单分散性的功能性微球聚(苯乙烯-co-烯丙胺)(Poly(St-co-AA))和聚(苯乙烯-co-N-羟甲基丙烯酰胺)(Poly(St-co)-NMA)),分别采用针尖法和垂直沉降法构筑了 2D光子晶体纳米复合凝胶传感器和无裂纹的自交联3D光子晶体,并对其化学组成、粒径大小和分布、响应性能和光学性能进行了研究,主要开展了如下两部分工作:(1)借鉴纳米复合思想,将以无机纳米黏土硅酸镁锂(LMSH)为物理交联剂的聚(N-异丙基丙烯酰胺)(Poly(NIPAm/LMSH))纳米复合水凝胶与2DPoly(St-co-AA)光子晶体相结合,制得温度响应性敏感和溶胀速率快的2D光子晶体纳米复合凝胶膜。确证了产物的化学组成,系统研究了引发剂浓度和AA/St体积比对Poly(St-co-AA)微球水动力学直径(DH)、多分散性指数(PDI)、微观形貌的影响规律,探究了不同温度和溶胀时间下纳米复合凝胶膜中光子晶体的形貌和间距变化。结果表明:随AA/St体积百分比由4%增至8%,Poly(St-co-AA)微球的DH由655.7 nm降至471.8 nm,PDI为0.034-0.134;调节温度至37℃,所得光子晶体纳米复合凝胶膜从载玻片上自动脱离剥落;当溶胀时间由0增至8min,凝胶膜中的微球间距由654 nm增至1128 nm,表明该纳米复合凝胶膜在温度/湿度检测方面潜在的应用价值。(2)采用无皂乳液聚合制得具有核壳结构、且表面含有活性-OH基团的Poly(St-co-NMA)微球,由FTIR、XPS和EA证实St和NMA成功共聚,探索了不同NMA/St质量百分比对微球粒径大小和单分散性的影响关系,发现随NMA/St质量百分比由5.5%增至28%,微球的DH由347.6 nm降至192.8 nm,微球的PDI值均在0.05以下。此后,利用羟基的缩合,采用垂直沉积法制得无裂纹的自交联3D光子晶体膜,并具有透明度高、耐水性强、在水中显示出结构色的特征,在432 nm处显示单一、尖锐的衍射峰。此外,对比研究了水平沉积法和冷冻干燥法制得的3D光子晶体在微球排列和光学性能的差异,证实提出的冷冻干燥法制备光子晶体的可行性,为光子晶体的制备提供了新的选择。