随着高分子胶体制备技术的日趋成熟,各向异性聚合物胶体粒子已经成为人们获得有序功能材料的重要构筑基元之一。聚合物胶体粒子形成的胶体晶体在光子晶体、药物运输、多孔材料等领域有着广阔的应用前景,因而受到了人们广泛的关注。兼具软形变和表面各向异性的聚合物补丁胶体粒子具有更加独特的物理和化学性质,能够组装得到新颖的微纳米结构。因此,聚合物补丁胶体粒子自组装为设计和获得具有特定功能的胶体晶体提供了新的思路。在本论文中,我们采用分子动力学的模拟方法,系统地研究了聚合物胶体晶体的多级组装。首先探究了利用嵌段共聚物组装获得软补丁胶体粒子的调控规律;其次通过单组分软单补丁胶体粒子组装构筑二维胶体晶体、三维复杂胶体团簇晶体;最后通过二补丁胶体粒子和各向同性胶体球的二组分体系协同组装构筑立方金刚石胶体光子晶体;并揭示这些胶体晶体的形成动力学机制。具体研究内容和结果如下:基于嵌段共聚物体系的软补丁粒子组装:具有表面各向异性的软补丁胶体粒子是组装有序微纳米结构最重要的构筑基元之一。通过嵌段共聚自物组装制备软补丁胶体粒子是一种简单有效的制备方法。我们采用耗散粒子动力学方法,研究了基于二嵌段共聚物自组装获得软补丁胶体粒子的调控规律。模拟结果表明,随着溶剂质量逐渐变差,小的平头胶束逐渐融合形成大的平头胶束。随着溶剂质量的进一步变差,形成补丁的嵌段为了减少与溶剂以及胶束核的接触面积而逐渐聚集,最终在胶束表面形成分立的补丁。而且我们发现补丁的数目受嵌段共聚物组成的控制,随着形成补丁嵌段体积分数增加,粒子表面补丁数目会减少。基于软单补丁粒子自组装构筑丰富的二维胶体晶体:已有研究发现,软胶体粒子在二维受限条件下能够形成丰富的晶体结构。然而,如何通过三维胶体体系直接组装得到二维晶体是一个非常重要的问题。通过一系列分子动力学模拟,我们发现聚合物软单补丁（两面神）胶体粒子直接组装形成的双层层状相的层内存在丰富的二维晶体。通过调节体系密度,在双层层状相的每一层内都发现了包括σ相和kagome晶格在内丰富的高度有序二维晶体结构。我们的动力学模拟结果表明,这些层内的二维晶体伴随着层的形成而形成,同时它们形成动力学遵循两种不同的成核机理,分别是以σ相为代表的经典一步成核机理和以kagome晶格为代表的两步成核机理。基于软单补丁粒子的三维复杂胶体团簇晶体组装及动力学:作为三维复杂晶体的典型代表,χ相（也称A12）由于极其复杂的晶体结构,在结构色、杂化材料、电子显示等多功能材料开发方面极具潜力。针对如何通过简单的胶体粒子在微纳米尺度构筑三维复杂晶体χ相的问题,我们利用最简单的聚合物软单补丁（两面神）胶体粒子自组装策略构筑了复杂团簇晶体χ相。通过调节软单补丁胶体粒子的补丁大小和补丁相互作用,可以有效地调控胶体团簇的形状和尺寸分散性;调节体系的密度,不同形状和尺寸的胶体团簇会进一步堆积形成包括胶体团簇晶体χ相在内丰富的团簇晶体结构。胶体团簇晶体χ相的形成经历了一个典型的两步自组装过程,软单补丁胶体粒子首先自组装形成具有特定尺寸分散性的胶体团簇,这些胶体团簇进一步堆积形成具有高配位、低晶格对称性特征的复杂胶体团簇晶体χ相。动力学模拟结果表明,团簇间的动态粒子交换是稳定复杂胶体团簇晶体χ相的重要因素。基于二补丁粒子的立方金刚石胶体光子晶体协同组装机制:具有低配位的立方金刚石胶体晶体在较低的折光指数下能够展现宽的光子带隙,在光子晶体领域有着重要价值。针对如何利用简单的胶体构筑基元设计获得低堆积分数、低配位的立方金刚石结构的问题,我们利用聚合物二补丁（三嵌段两面神）胶体粒子和各向同性的胶体球协同组装形成超晶格的方法来获得立方金刚石结构。二补丁胶体粒子组装形成的烧绿石结构作为软模板诱导胶体球堆积形成立方金刚石结构。一系列分子动力学模拟表明,两种胶体粒子的尺寸比在很宽的范围内都都可以得到立方金刚石结构。通过适当调节两种胶体粒子之间的粒径比和相互作用强度,可以诱导各向同性的胶体球粒子堆积形成包括立方金刚石晶格在内的一系列高度有序晶格。光子晶体理论计算结果表明,所得到的立方金刚石晶体都具有完整的光子带隙,同时通过简单的调节两种胶体粒子的尺寸比就可以实现光子带隙频率和宽度的调控。