胶体微球的自组装和向基于微球的光子晶体模板中填充高分子构筑复合材料是制备聚合物光子晶体结构生色材料的两种重要途径。糖基高分子具有生物相容性、廉价易得且环境友好的特点,用其制备结构生色材料利于生态环境的可持续发展。但是目前所得的糖基高分子微球尺寸分布宽,无法用于组装光子晶体。若向实心球形成的光子晶体模板中填充糖基高分子来构筑结构色,折射率比低会造成颜色亮度低的问题。本论文以改性糖基高分子为原料,制备了两种形貌规整、粒径可控的胶体微球,通过自组装的方法制备了 3D、2D光子晶体材料。通过将改性糖基高分子填充到空心球的3D光子晶体模板中,源于高的折射率比,得到了亮丽的糖基高分子结构生色材料。传统的纳米沉淀法制备改性糖基高分子微球的过程存在成核与聚集生长的过程同时发生的问题,导致所得的微球尺寸分布宽。本论文以淀粉乙酸酯及乙基纤维素为原料,利用均匀成核固化法使成核与聚集生长过程分离,制备得到粒径为67～158 nm的窄尺寸分布的微球;经水热处理,通过奥斯特瓦尔德熟化,实现微球尺寸在1400 nm内均匀可控的调节,多分散性系数(PDI)可达0.05,解决了现有方法无法制备尺寸均匀且粒径可调的改性糖基高分子微球的问题。另外该方法也成功拓展到制备合成高分子聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球,实现微球在50～1000 nm内的均匀调节,为自上而下法制备高分子微球提供了一种新思路。以形貌规整、粒径可控的改性糖基高分子微球为组装单元制备光子晶体结构生色材料。利用粒径范围为200～300 nm的淀粉乙酸酯及乙基纤维素微球,成功构筑了 3D光子晶体,获得了蓝色、黄绿色、黄色、橙色及红色的结构色,符合3D光子晶体结构色的光学特性。利用400～800 nm淀粉乙酸酯及乙基纤维素微球成功构筑了 2D光子晶体,从蓝色到红色可调,具有2D光子晶体角度相关衍射的特性。将2D光子晶体图案化,并与聚二甲基硅氧烷(PDMS)复合,利用2D光子晶体光衍射特性实现了信息的加密。以醋酸纤维素为微球缝隙的填充材料,粒径296、257和227 nm的空心二氧化硅3D光子晶体为模板材料,将其复合后形成高的折射率比,获得了亮丽的红、绿、蓝色的光子晶体薄膜,其反射峰位置的实验值与理论值一致;薄膜具有一定的机械稳定性,循环弯曲1000次不被破坏,拉伸时断裂强度达20 MPa。由于薄膜还具有高透明性(透光率>80%),仅需通过改变观察角就可以实现该薄膜结构色与透明性的转换,使得其在纸币防伪领域有一定的应用潜力。