结构和组成是影响材料性能的最主要的因素，因此，精细结构的控制和组成的调控是材料科学研究的重要内容。腔体结构材料由于其在在靶向治疗、可控释放、热/声绝缘、智能流体、催化分离、高效传感、功能填料等领域具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景，已经成为一个十分重要的材料类别。本论文以模板技术为基础，制备了一系列具有复杂结构的复合腔体材料：　　 (1)作者发展了一种以聚合物中空球为模板，利用两步溶胀聚合制备具有多层次结构水凝胶中空微球的方法。选用合适的溶胀剂在模板聚合物中空微球的壳层中引入引发剂，限定了聚合反应发生的位置。通过选择不同性质的功能性凝胶的前躯体，即单体，调节其与模板和溶胀剂的相互作用，从而进一步控制凝胶在中空球模板的生长位点，得到具有多层次结构的复合中空微球。另外，利用聚合物凝胶诱导物质生长的特性，结合溶胶一凝胶过程，可实现其它功能物质的定点生长。　　 (2)作者发展了一种，以嵌段共聚物poly(4-vinyl pyridine)(P4VP)/polystyrene(PS)/P4VP自组装得到的具有核壳结构的环为模板，制备一系列不同组成的复合环状结构的方法。利用模板环PVP壳层的络合能力、电负性等，可将多种组分引入环状结构从而得到复合环。该方法具有一定的普适性，并且可以相对大量地制备复合环。　　 (3)作者发展了一种以Pickering乳液液滴为模板制备碳纳米管复合微胶囊的方法。改性后的碳纳米管具有亲水性，可以乳化特殊的水、油混合体系形成水包油型Pickering乳液。结合溶剂挥发诱导相分离、界面聚合、溶胶-凝胶等手段，可得到多种组成的碳纳米管复合微球。