近年来,环境问题越来越得到人们的重视。颜料、染料等化学有机染料为人们的生活带来丰富多彩颜色的同时,也带来一些负面的问题。与化学染料相比,利用布拉格衍射产生结构色的光子晶体具有优异的化学耐候性和耐光漂白性。然而,光子晶体有序组装带来的膜开裂性和角度依赖性极大地限制了它们的可用性。本文以聚苯乙烯胶体粒子（PS）为基础,通过与水凝胶结合和引入黑色素分子不同的方法,制备了三种新型的无定型光子晶体复合材料。第一部分,构建无定型光子晶体循环纸。这种可重复利用的光子晶体纸是将光子晶体膜包裹在水凝胶中制成的,该光子晶体纸在干燥状态下像塑料纸一样,具有坚韧且透明无色的特点。将水作为墨水在纸上进行书写,字迹的颜色与初始采用的聚苯乙烯胶体膜颜色相似,且字迹会随着水的蒸发而消失。经实验证明可以重复使用70余次写-擦-写的循环过程,且使用过后依旧保持原来颜色的饱和度。在水中加入不同比例的甘油作为墨水进行书写,可以调整字迹的保存时间。该透明的无定型光子晶体纸能够快速、方便地显示光子图案,具有良好的可持续性和再现性,可以作为一种新的环保的信息存储设备,以满足现代社会的可持续发展。第二部分,构建一种力学响应性的无定型光子晶体水凝胶。变色龙是一种能够改变自身皮肤颜色的生物,它们主要是通过调整细胞内鸟嘌呤纳米晶体晶格的间距来完成颜色变化的过程。受变色龙皮肤启发,我们设计了包覆PS光子晶体膜的聚丙烯酰胺（PAM）水凝胶复合膜,该复合膜具有优异的力学-颜色响应性能,复合水凝胶在拉伸或压缩下呈现出从蓝色到红色的颜色转变,而当水凝胶膜上的拉力或压力消除时,水凝胶的颜色迅速变回蓝色,整个颜色变化是一个可逆和可重复的过程。但是,在此材料中存在力学强度低和结构色具有角度依赖性的缺点。在此基础上,我们将Al3+和壳聚糖溶液引入到上述体系中,构建出了一种新的无定型光子晶体壳聚糖/Al3+/PAM水凝胶。壳聚糖/Al3+的加入增加了水凝胶的生物相容性能,且在保持水凝胶力学-颜色响应性能的基础上,水凝胶的强度提高了2-3倍。同时由于水凝胶前驱液的粘度提高,打破了聚苯乙烯光子晶体膜原来的长程有序结构,从而使得聚合后包埋在水凝胶里的聚苯乙烯光子晶体具有短程有序结构,消除了复合水凝胶结构色的角度依赖性。这为仿生性能的力学传感器和智能人造皮肤的研究提供了一种新的方案。第三部分,构建了一种无定型光子晶体涂层材料。一些鸟类羽毛中的颜色是由黑色素颗粒阵列形成的,它们既是结构色,又是光散射吸收剂。受鸟类羽毛的启发,我们将多巴胺（PDA）和墨鱼汁这两种黑色素分子引入到聚苯乙烯胶体粒子中,使胶体粒子具有无定型结构和对其他散射光进行吸收的特点,制备出了无角度依赖性能的无定型光子晶体。结果表明,这两种添加剂均可制备无定型光子晶体涂层,构建的涂层颜色无角度依赖性且色彩饱和度高,且可以根据聚苯乙烯胶体粒子的尺寸,构建出全反射波段的颜色。但是,PDA@PS无定型光子晶体的粘附力和牢度并没有因为PDA的加入而得到增强。其原因可能是由于PDA没有形成足够长的柔性链来固定胶体的PDA外壳。而对于所构建的墨鱼汁-无定型光子晶体涂层,因为墨鱼汁优异的粘性特点,使得构建的涂层具有较好的粘附力和牢度。通过砂纸磨损、手指擦拭等一系列耐磨实验和胶带撕扯和粘贴的贴附实验,证明出材料优异的耐磨性能和贴附性能。此外,涂层能够稳定的涂覆在玻璃、金属、聚合物和纸张等不同的基底之上。这为无定型光子晶体涂层的实际应用提供了一种可行性方案。本论文以聚苯乙烯胶体微粒构建光子晶体膜为基础,通过与水凝胶和与黑色素结合,构建无定型光子晶体结构。分别可用于循环书写纸、力学传感器和涂层涂料方面,为无定型光子晶体材料的实际应用奠定了基础。