单分散胶体粒子或其组装结构通常有着特殊的光学、电磁学、表面物理化学等性质,在不同的领域包括,基础物理学、材料科学、能源、传感等领域都有着广泛的应用。相对于其他类型的单分散胶体粒子,聚合物胶体粒子有着成本低廉、制备简单、易于修饰等优点。而聚合物胶体粒子的功能化对于其本身或者组装结构的性质都有着至关重要的影响。到目前为止,开发了一系列的方法来实现功能化单分散聚合物胶体粒子制备和组装,但是这些方法往往不能对胶体粒子的力学性能、表面基团、响应性、形貌和结构等实现精确的调控,同时,也缺乏有效的手段来精确控制其组装结构的性能。本论文以功能化单分散聚合物胶体粒子的可控制备及组装为目标,实现了对聚合物胶体粒子的力学性能、表面基团、响应性以及结构和形貌的精确调控,制备出了一系列功能可调的单分散聚合物胶体粒子,并对其形成机理做了系统的研究。以这些新型的胶体粒子为基本构建单元,通亲疏水图案诱导组装、打印诱导组装或定向组装等方式,制备了一系列具备特殊光学性质或表面物理化学性能的结构,并基于这些组装结构开展了一系列的应用研究。本论文的主要工作如下:（1）制备了一种具有多重响应的柔性单分散聚合物胶体粒子,通过该种粒子的自组装,制备了具有多重响应的柔性胶体光子晶体。通过无皂乳液聚合法,一步制备了具有硬核软壳结构的多重响应单分散聚（甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯）（P（MMA-BA））胶体粒子。通过对反应体系中的单体用量的调节以及功能性单体的使用,实现了对粒子的大小、力学性能、响应性等的调控。而通过在粒子的制备过程中添加荧光分子,进一步得到了同时具有荧光和多重响应性的柔性单分散P（MMA-BA）胶体粒子。以这些胶体粒子为基本构建单元,通过自组装制备了具有多重响应的胶体光子晶体,并探究了其在颜色显示、光学传感以及防伪器件中的应用。（2）制备了一种高带电的柔性单分散P（MMA-BA）胶体粒子,基于该种胶体粒子的组装和三维（3D）打印技术,实现了3D胶体光子晶体结构的可控制备。通过无皂乳液聚合法,一步制备了高带电的柔性单分散P（MMA-BA）胶体粒子,通过该种高带电柔性胶体粒子在可交联的水凝胶预聚液内的组装,制备了可用于3D打印的非密堆积胶体光子晶体墨水,并利用该墨水和数字光处理（DLP）3D打印技术,实现了大尺度的且具有精细3D结构的胶体光子晶体的可控制备。通过对墨水中胶体粒子浓度、预聚液组分及打印参数等的调控,实现了对制备的3D胶体光子晶体的颜色、响应性及结构的精确控制。探究了这些3D打印胶体光子晶体在颜色显示、传感器件、四维（4D）打印、柔性机器人及多模态防伪器件等领域的应用。（3）开发了一种基于调控动力学参数控制聚苯乙烯（PS）胶体粒子形貌的方法,并探索了制备的各种形貌的PS胶体粒子的组装。该种方法以种子聚合法为基础,通过调控动力学相关参数控制二次聚合单体在PS种子表面选择性地生长,并在生长完成之后通过溶剂去除二次聚合物,得到了一系列热力学不稳定的具备对称破缺形貌的非球形PS胶体粒子。通过对胶体粒子生长过程的观察,系统地研究了这些粒子形貌的形成机理。最后,以这些胶体粒子为基本构建单元,探究了其通过自组装制备微纳形貌可控的表面以及定向组装形成超结构等方面的应用。