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磁性微球在磁场下能够快速响应，因而在细胞分离、靶向药物等生物医学领域显示出强大的应用潜力。单分散的磁性微球也可作为构建光子晶体的单元，将磁性组分引入光子晶体后，可以通过调制磁场方便实现光子禁带的调节。利用单分散磁性微球制备光子晶体，研究其在色彩显示、可擦写标签纸以及传感等方面的应用受到人们的广泛关注。本文主要研究了单分散性磁性微球四氧化三铁/聚苯乙烯(Fe3O4/PSt)的制备及其在磁场作用下的组装，主要内容如下:
1.通过经典的共沉淀法，以油酸和十一烯酸为表面改性剂，制备了尺寸为8.9nm的Fe3O4@OA/UA纳米粒子。乙醇反复洗脱过量的改性剂可以得到表面单层修饰的磁性Fe3O4@OA/UA纳米粒子，X-射线衍射(XRD)分析证明Fe3O4@OA/UA纳米粒子为面心立方结构。通过红外分析表明油酸和十一烯酸化学键合到四氧化三铁表面，热重分析(TGA)结果显示制备的磁性Fe3O4纳米粒子的磁含量约为88wt％。
2.通过改进的细乳液聚合方法制备了尺寸分布较窄、磁含量可控的Fe3O4/PSt磁性微球，即Fe3O4纳米粒子被包埋在聚苯乙烯基质中。微球在室温下具超顺磁性，粒径为160nm，磁含量为63.8wt％。调节加入的固体Fe3O4纳米粒子的量得到磁含量为40.4wt％的磁性微球。在制备过程中引入了甲基丙烯酸单体，使微球表面带有一定的电荷，微球在溶液中通过静电排斥得以稳定存在而不发生聚集。
3.将磁性微球作为光子晶体构建单元，在磁场作用下制备了磁调控的光子晶体。将光子晶体的光学性质与水凝胶对外界敏感的特性结合起来，分别制备了对温度、乙醇、pH响应的胶体晶体水凝胶，并且制备的胶体晶体水凝胶中磁性微球的浓度极低(2.0 mg/mL)。