三维有序阵列材料由于其固态基质的化学特性和结构的有序性使得它具有非常广泛的应用。目前，三维有序阵列材料中研究比较广泛和前沿的是光子晶体材料。由于光子晶体的禁带位置和宽度与构成光子晶体的两种介质的折射率比紧密相关，折射率比越高对其应用越有利，因此为了有效提高两种介质的折射率比，本文设计和制备了具有核壳结构的胶体粒子和由其构建的光子晶体蛋白石结构，并采用蛋白石结构为模板，在其孔隙中填充具有高折射率常数的物质制备反蛋白石结构。另外，将三维有序阵列应用到电化学生物传感器方面，设计和制备了有序多孔聚苯胺修饰电极，探索了其在生物传感器中的应用。 本文详细地讨论了构成胶体晶阵列的单分散性聚苯乙烯微球的制备条件，提出了垂直沉积法和离心沉降法构建胶体晶模板的方法，并对其成膜的质量进行了比较。在实验中发现悬浮液的浓度和溶剂的蒸发速率是比较重要的影响因素。从成膜后的扫描电镜图可以看出溶剂的蒸发速率越缓慢得到的蛋白石结构的有序度越高，并且采用离心沉降法得到了几乎完美的蛋白石结构，通过对不同粒径形成的蛋白石结构的光学性能的表征发现禁带位置随着粒子粒径的增大发生红移。 采用一种新的原位反应法设计和制备了聚苯乙烯微球表面包覆硫化镉和硫化锌的核壳结构，将络合了金属离子的聚电解质层层自组装在微球表面，然后与硫源反应，得到的粒子通过TEM表征其形貌，发现表面生成的硫化物层随着预组装在微球表面的聚电解质/金属离子层数的增加而增加。又巧妙地构思了将其在有序多孔氧化铝膜表面构建三维有序阵列，并对其光学性能进行了表征，发现其复合物的透射峰位置明显地红移，这对于制备红外可见区光学器件是很有利的。 对于制备反蛋白石结构，我们选择了二氧化钛和钛酸钡掺杂稀土金属铈作为填充材料。采用胶体晶模板法和溶胶凝胶法制备这两种材料三维有序大孔结构。利用压汞曲线研究胶体晶模板的孔分布，从曲线上可知模板的孔分布很均匀，并存在四角和八角两种分布。除掉模板后从其扫描电镜图看出其反蛋白石结构仍然保持着面心立方堆积结构。利用XPS谱图分析物质形态可能为Ba(Ⅱ)1-xCe(Ⅲ)xTi(Ⅳ)O3-x/2，利用XRD和Rietveld精修方法计算其铈掺杂对晶格参数的影响，给出的典型Rietveld精修图样说明观察到的和计算出来的图形十分的匹配。同样，铈掺杂二氧化钛反蛋白石的扫描电镜图可以看到除掉模板后形成的三维孔仍然保持着高度有序的结构，从表面形成的孔结构来看是面心立方结构，采用XRD谱图表征复合物的晶型。 三维有序大孔的结构具有大的比表面积和规则的孔结构，有利于装载各种生物物质，比如生物酶的特点，本文设计了有利于电子直接传递的导电高分子的有序孔结构。采用光子晶体反蛋白石的制备方法和循环伏安法在电极表面制备了掺PSS聚苯胺有序大孔结构，比较了在不同的扫描速率下，掺杂的聚苯胺的氧化还原峰的变化，说明了其为扩散控制；采用层层自组装技术在孔内组装了葡萄糖氧化酶，并用循环伏安法证明了酶吸附层数的变化。利用时间电流曲线对该传感器的电催化活性和灵敏度进行了研究，结果表明该传感器具有较宽的线性范围(1μM～200μM)、快速的响应时间(4s)和很高的灵敏度(41.23μAmM-1)。