液态胶体晶是存在于胶体溶液中的特殊胶体组装结构,通常具有溶剂填充的非接触密堆积结构。液态胶体晶具有可流动、介稳定、可逆组装等特性,在微弱的刺激作用下易产生灵敏的光学响应,因而在光子晶体传感器、结构色显示器件等领域具有广阔的应用前景。然而,液态胶体晶的高效合成方法研究较少,且制备过程中存在若干亟待解决的关键问题,如胶体自发析出的驱动力问题、高结晶度胶体晶的组装效率等,严重限制了相关材料的研究与应用。针对上述科学问题,我们发展了一种基于电场驱动胶体过饱和析出制备液态胶体晶的合成新方法。带电胶粒在电场作用下向具有相反电荷的电极方向电泳富集,而随着胶粒间距减小而不断增强的静电排斥阻止了胶体的聚沉,从而高效制得高度浓缩且不团聚的胶体溶液,进而自发析出并自组装成液态胶体晶。研究表明,电场驱动法基于胶体颗粒在介电溶剂中电泳的普遍行为,对胶粒及溶剂的化学组成没有特殊要求,因此电场驱动胶体过饱和析出法是一种制备液态胶体晶的普适性方法。利用该方法,我们成功制备了SiO₂/EtOH、CeO₂/PC以及PS/EG等十几种具有明亮结构色的液态胶体晶体系。通过选用极性、粘度、浓度适宜的胶体稀溶液,并优化电极间距、工作电压、电场作用时间及电极材料,我们大幅提高电场驱动制备过程的效率。采用逐级补充溶剂及胶粒粉末的策略,我们还实现了液态胶体晶的连续制备,减少试剂的使用并提高液态胶体晶的产率。在制备过程中我们发现,液态胶体晶对体系的物理化学环境的改变具有灵敏的响应,所以我们利用液态胶体晶构建对葡萄糖具有灵敏响应的传感器。在过去的工作中,研究者主要将葡萄糖识别基嫁接到光子晶体凝胶结构中并通过凝胶的溶胀与收缩导致的光子晶体结构及光学性质的变化来检测未知葡萄糖溶液的浓度。而在我们的工作中,液态胶体晶这种具有液体状态的柔性材料便于识别基团与被检测物质的引入与分散。通过优化浓缩液中胶粒的浓度和PBA掺入量,我们构建了具有不同检测范围,检测灵敏度的PBA功能化的液态胶体晶。同时,我们建立了液态胶体晶反射光谱波长变化量与葡萄糖浓度之间的工作曲线,通过该曲线便可以获得未知葡萄糖的浓度。我们通过大量实验数据,并系统研究表明PBA功能化的液态胶体晶对葡萄糖的特异性识别具有可靠性和稳定性。