光子晶体是一种不同折射系数的介质周期性分布的光学材料,具有光子禁带的特性。当特定频率的光落入光子晶体的光子带隙中时,不能在其中传播而发生布拉格衍射,从而达到对光子调制的目的。由于光子晶体在显示、编码载体、传感和光纤等方面具有的潜在应用,因此受到人们广泛的关注。目前,光子晶体薄膜存在的问题是:角度依赖性和响应速度慢,因此不能快速准确地实现裸眼检测;而光子晶体微球可以克服角度依赖性的问题,但是目前制备的光子晶体微球主要是硬球,对外界的刺激响应比较小。针对以上问题,本论文通过微流控技术和模板法,构建了可用于显示、传感等领域的反蛋白石结构水凝胶光子晶体微球,具体如下:以二氧化硅纳米粒子自组装形成的光子晶体微球为模板,我们制备出pH值、有机溶剂和葡萄糖响应性的反蛋白石结构水凝胶光子晶体微球,该水凝胶微球主要成分是聚丙烯酰胺-丙烯酸。当溶液的pH值增加时,凝胶中的羧基转变为羧酸盐,使凝胶中的渗透压增大,从而导致凝胶的体积发生膨胀,衍射光波长随之发生红移。该水凝胶微球具有单一的结构色,并可以在不同pH值下实现全色转变。另一方面,通过后修饰的方法将3-丙烯酰胺基苯硼酸接到微球上面,3-丙烯酰胺基苯硼酸和葡萄糖结合时,水凝胶表面形成唐南电势,从而导致凝胶的体积发生溶胀,衍射光波长随之发生红移。上述pH值、有机溶剂和葡萄糖响应性的水凝胶微球无角度依赖性,同时由于微球包含有序多孔结构,使得小分子能够快速扩散进水凝胶微球内部。综合得到快速响应的、无角度依赖性的反蛋白石结构水凝胶光子晶体微球。