刺激响应性光子晶体具有可调的结构色及自我报告能力,被广泛应用于传感、智能显示、防伪及信息加密等领域。光子晶体复合材料由于在制备过程中可将刺激响应性引入光子结构而备受关注,但刺激响应性光子晶体在智能窗、复写、多重信息加密等领域的应用仍较少且结构色调控机制亦少有研究。在光子材料制备过程中可引入近红外响应性纳米材料或多种功能基团,实现可调控的结构色并探究其作用机制并拓展复合型光子晶体的应用领域。使用金纳米棒与N-异丙基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯配制反应液,反应液可浸润聚苯乙烯光子晶体空隙,经紫外光引发聚合可制得近红外响应性光子水凝胶。通过改变反应液的组成可调控制得光子水凝胶的透过率及结构色变化,使其有望用于智能窗及光复写等领域。为了提高制备复合光子材料的稳定性及光学性能,使用无机二氧化硅制成中空光子晶体并与醋酸纤维素复合制得光子防伪膜。通过化学改性改变二氧化硅表面能并调控液体在光子晶体的浸润行为,避免了因中空微球内核浸润而导致的结构色消失。此外,经不同基团改性后的中空二氧化硅光子晶体显示出多溶剂响应性,拓宽了光子晶体在有机溶剂检测、防伪及多重信息加密等领域的应用。本论文主要工作为:1.为了扩宽光子晶体的近红外响应性,将金纳米棒作为光热转换器引入N-异丙基丙烯酰胺及丙烯酰胺的反应液中,将反应液浸入在聚苯乙烯光子晶体后,经紫外光引发聚合反应制得光子水凝胶。以热熔胶将光子水凝胶封装于两片玻璃板间形成夹心结构,制得近红外响应性智能窗。探究了反应液组成对制备光子水凝胶的透过率及变色时间的影响,N-异丙基丙烯酰胺用量为90 mol%的光子水凝胶显示最大的透过率变化,40℃时可达到约90%的透过率下降,且经近红外光辐射约6 s或太阳辐射约30 min后可实现相转变。在近红外光照射下,光子水凝胶可产生约25 nm的结构色蓝移,撤去近红外光后颜色可回复,显示出优异的循环稳定性。在户外的被动降温性能测试中,60 min太阳光照射后智能窗对比普通玻璃显示了6℃的降温,与同类型工作相比,该智能窗显示出较优的被动降温性能。2.选用甲基丙烯酸羟乙酯作为共聚单体制备光子水凝胶力学性能较强,可解决光子水凝胶无法自支撑及受热易变为不透明等问题。以具有金纳米棒的反应液浸润聚苯乙烯光子晶体后,通过紫外光引发聚合反应制得自支撑光子水凝胶,并通过片材夹裹凝胶制得近红外响应性器件。N-异丙基丙烯酰胺用量为70 mol%制备的光子水凝胶显示优异的自支撑性,在近红外光照射后其结构色产生35 nm的蓝移,且透过率仅下降30%。改变聚苯乙烯光子晶体模板的粒径为200 nm,225 nm和255 nm,可以制备颜色从蓝色覆盖至红色的广谱光子水凝胶。制得近红外响应性器件显示出优异的循环稳定性,有望用于近红外检测及光复写等领域。3.聚合物基光子晶体稳定性较差,而SiO2制备的光子晶体稳定性十分优异,但Si O2的折射率与水等溶剂接近,需要制成中空状结构以避免因折射率匹配而导致的结构色消失。为了探究中空二氧化硅光子晶体（HSPCs）的化学改性策略以避免核内空气被溶剂取代,使用光引发迈克尔加成反应在HSPCs中引入不同基团制得隐形图案。PS@Si O2光子晶体在400℃煅烧8 h可制得性能最优异的HSPCs,其在湿气响应后可产生51 nm的结构色红移。通过化学改性可以成功地将各种化学基团引入紫外光照射区域并制得HSPCs隐形图案。隐形图案具有良好的静态稳定性,呼气后可显示蓝色图案,背景区以氟烷改性的隐形图案可对25 wt%的乙醇水溶液响应并显示绿色图案,制得隐形图案显示优异的循环稳定性。4.中空二氧化硅光子晶体（HSPCs）的不同改性区域可对单一溶剂实现多种浸润行为,以醋酸纤维素的丙酮溶液可制得防伪性能优异的自支撑光子膜。为了扩展HSPCs在有机溶剂检测及复合光子膜制备等领域的应用,使用光引发迈克尔加成反应将N-庚硫醇、十二硫醇及十八硫醇引入HSPCs制备多区域改性光子晶体（MMPCs）。以Core240Shell14,Core240Shell30和Core255Shell55等三种粒子可制备颜色从蓝色覆盖至黄色的HSPCs。MMPCs可以通过显示出不同形状和颜色的图案分辨有机溶剂如乙二醇、正己烷、环己烷和二碘甲烷,且该检测器显示优异的循环稳定性。此外,MMPCs还可用于构筑用户自定义的隐形图案,对于水、5 wt%乙醇及15 wt%乙醇可分别显示不同的信息。氟烷改性HSPCs的内核可抵御丙酮的浸润,使用醋酸纤维素的丙酮溶液可在光子晶体上通过注射打印制备颜色丰富和形状多样的纤维素防伪膜。该策略有望用于复杂隐形图案制备和多级信息加密等领域,并扩展防伪光子图案的设计及印制工艺。