嵌段共聚物自组装是构建功能材料的一种重要途径,通过自组装形成的有序结构在信息存储、药物控释、光子晶体等领域都有重要的应用,因此受到人们越来越多的关注。嵌段共聚物材料的性能不仅取决于本身的化学组成,更与其排列方式、有序程度、各向异性等参数息息相关。目前,基于嵌段共聚物自组装构建的光子晶体还缺乏系统的研究,其材料结构较为单一且光学性能的调控受到限制。因此,设计构建具有新颖结构与形貌的嵌段共聚物光子晶体对聚合物光学材料的理论研究和光学应用具有重要意义。本文以两嵌段共聚物聚苯乙烯-block-聚2-乙烯基吡啶（PS-b-P2VP）为主要研究对象,利用乳液-溶剂挥发法研究了PS-b-P2VP在三维软受限条件下的自组装行为,构建了具有纳米周期结构的微球并探讨了周期结构所赋予的光学性能。在此基础上,改变嵌段共聚物的组成和三维受限环境,可以有效地调控其内部有序结构,并进一步调控该光子晶体材料的光学性质及其作用。本论文主要包括以下四部分内容:1.设计制备了一种响应性嵌段共聚物光子晶体微球。嵌段共聚物PS-b-P2VP在三维受限空间内形成了同心层状周期结构,产生了光子禁带并赋予微球结构色。结构色具有旋转无角度依赖性,对特定有机溶剂和溶液p H值在可见光区有灵敏的响应性。同时,我们结合内部结构的变化分析了结构色的形成与响应机理,并进一步通过可控交联的方法成功地调节了微球结构色的响应范围。2.将自乳化效应与三维受限组装方法相结合,使嵌段共聚物PS-b-P2VP在无模板的情况下形成了中空光子晶体微胶囊。详细探讨了微胶囊的形成机理和结构参数对光学性能的影响规律,阐述了光子晶体微胶囊相比于实心微球的光学性能优势。在此基础上,将微胶囊的结构色与所负载药物不同的释放速率对应了起来,一定程度上实现了微胶囊药物释放能力的可视化。3.利用小分子3-十五烷基苯酚（PDP）和P2VP嵌段间的氢键作用,在非溶胀的条件下成功地调控了PS-b-P2VP微球的初始光谱性质,调控范围覆盖了可见光区。实验研究了在三维受限空间内将PDP和均聚物h PS引入体系对微球周期结构和光学性能的影响。同时,利用有限元计算的方法模拟了周期尺寸扩增与光子禁带红移的定量关系,取得了与实验中结构色变化程度一致的结果。4.在上述研究基础上,将组装基元由嵌段共聚物替换为PS-金纳米粒子嵌段体,研究了这种特殊组装基元在三维受限空间内的自组装行为,制备了结构可控的二元有序组装体。系统论证了不同尺寸金纳米粒子的相分离行为,并证明了其作为结构模板的普适性。此外,二元金纳米粒子的有序排列由于近场耦合效应具有可控的光热转换性能,在光热治疗领域具有一定的潜在应用。本文研究了两嵌段共聚物在乳液液滴内的三维受限组装行为,并以此为基础制备了具有新颖结构与功能的球形光子晶体材料。本研究一定程度上加深了人们对嵌段共聚物三维有序排列的理解和认识,为聚合物光学功能材料的设计与制备提供了理论和实验依据。