聚合物胶体晶体阵列(PolymerizedColloidalCrystalArray，PCCA)是一类由纳米、亚微米级的单分散胶体粒子在一维、二维或三维空间形成的周期排列结构，并通过原位化学聚合水凝胶的方法将之锁定而形成的稳定有序体。基于传统半导体和新型光子晶体材料的夯实理论基础、在结构和材料方面所具备的特殊性质以及制备方法/技术的不断成熟和多样化，PCCA自上世纪末被提出以来在多功能的物理、化学和生物信号传感器方面研究广泛深入、发展迅速。本文的工作围绕PCCA的制备和应用这一主题展开，阐述了以二氧化硅或表面改性的二氧化硅胶体粒子、采用非密堆积和密堆积两种方法构筑模板，以亲水材料为基质制备光子晶体水凝胶并用于彩色隐形眼镜的开发，以功能性水凝胶为基质并结合导电聚合物、生物酶，制备光子晶体结构导电水凝胶，并用于葡萄糖传感器的构建。　　 本论文的具体工作展开如下:　　 (1)基于非密堆积胶体晶体阵列的形成原理，依靠胶体粒子之间的静电斥力，在非离子型聚合物单体与交联剂的混合物中自组装成有序结构，采用不同性质的水凝胶材料制备PCCA。探讨前聚体的配比和反应条件对于反射峰的影响;结合二次聚合方法，制备了非密堆积结构的、对外场响应灵敏的离子型水凝胶;进行模板粒子的表面修饰后，有效地优化了模板物理性质，扩大了可用水凝胶的范围。　　 (2)基于溶剂挥发沉积法制备密堆积模板，开发了以聚甲基丙烯酸羟乙酯(PHEMA)水凝胶为本体的结构色隐形眼镜。通过控制胶体粒子浓度、模具每孔的投料量、挥发沉积时的环境温度等，摸索并优化模板的质量并调节瞳孔空白区域的大小。　　 (3)以弱离子型聚丙烯酰胺为基质水凝胶，采用化学原位氧化聚合法在其中二次聚合导电聚合物——聚二氧乙撑噻吩(PEDOT)，在对复合水凝胶进行功能化的基础上，采用化学偶联法进行酶的修饰，基于酶催化底物葡萄糖的专一反应，建立反射光谱和氧化电流两个参数对底物浓度的关系，并简单讨论了被测物中存在干扰成分时传感器的校正性能。