光子晶体（PC）是亚微米级周期性有序结构,其关键特征是具有光子带隙（PBG）。PBG中的带隙反射可以调制光的传播方式。本文所制备的单分散聚苯乙烯（PS）微球的表面具有高电荷密度,可以依靠静电力自组装形成非紧密堆积的胶体晶体（CPC）阵列。根据布拉格公式,折射率和晶格间距等能够引起CPC反射波长的变化。因此,可以通过调制CPC的晶格常数或折射率,使其有效地反射紫外、可见或红外光。本文基于CPC独特的光学特性,将CPC制备成各种功能化材料。论文第二章通过沸腾无皂乳液聚合法制备单分散PS微球,然后将其自组装成CPC阵列。将聚乙烯醇（PVA）溶液填充到CPC间隙,干燥固化成PVA/CPC薄膜。PVA/CPC薄膜可以非常灵敏地检测到水中乙醇的浓度。PVA对乙醇水溶液的响应造成的溶胀或收缩转变为PVA/CPC薄膜晶格常数的变化,宏观表现为结构色的变化。结果表明,PVA/CPC薄膜的结构色变化对应的反射峰位移与乙醇浓度的改变呈现出良好的线性关系,响应时间约为20 s。PVA/CPC薄膜的稳定性和机械性能良好,其反射光谱不会受到待测溶液p H的影响,且PVA/CPC薄膜具有较强的机械拉伸性能。除此之外,把干燥的PVA/CPC薄膜浸泡在水中时,会立即发生溶胀现象,呈现出非常明亮的结构色。因此该传感器后续也可以作为湿度传感器进行深度研究。论文第三章中制备了嵌入CPC的分子印迹隐形眼镜（MICL）,用于治疗糖尿病相关疾病。作为一种非侵入式的眼科给药装置,隐形眼镜可以改善药物的滞留时间,提高药物的有效利用率。分子印迹位点对药物分子地塞米松磷酸钠（DSP）的特异性吸附增加了载药量。同时,药物的装载和释放过程中会引起水凝胶基质体积的变化,进而导致镜片反射波长的变化。此变化可用于监测人工泪液中MICL对DSP的持续缓慢释放。另外,细胞毒性试验结果表明,MICL具有良好的生物相容性。因此,嵌入CPC结构的MICL在未来具备一定的生物医学潜力。论文第四章通过CPC模板法制备了具有反蛋白石（IO）结构的CdS@CS/PVA IO薄膜。CdS@CS/PVA IO薄膜的微观结构是由三维周期性大孔相互连接而成的。反蛋白石结构可以产生慢光子,具有大的比表面积,反蛋白石中的孔洞相互连接,为质量传递创造了良好的通道。因此我们将制备的CdS@CS/PVA IO薄膜作为光催化剂用来降解亚甲基蓝染料。在持续光照6 h后,CdS@CS/PVA IO薄膜催化剂对亚甲基蓝的降解率约为92%,而不含光子晶体结构的CdS@CS/PVA薄膜对亚甲基蓝在6 h内的降解率约为55%。CdS@CS/PVA IO薄膜催化剂对亚甲基蓝的光催化降解效果约是CdS@CS/PVA薄膜催化剂的1.7倍,这证明了将反蛋白石结构引入光催化剂,有效提高了光催化剂降解染料的效率。