通过水滴模板法制备的聚合物有序多孔膜具有均匀规整的孔结构,在精密分离、细胞培养、光电功能器件、微反应器、液滴操控等领域具有应用前景。聚合物是制备有序多孔膜的常用材料,迄今为止已有上百种聚合物用于有序多孔膜的制备,其拓扑结构和化学组成对水滴模板法成膜十分关键。本文从聚合物分子设计出发,讨论聚合物拓扑结构和化学组成对有序多孔膜形貌的影响,发展基于有序多孔膜材料及其结构的潜在应用,并探索有序多孔膜的连续化制备。全文研究内容如下。基于原子转移自由基聚合、亲核取代反应和叠氮-炔环加成点击化学,合成了无端基的环状聚苯乙烯、单端羟基的线形聚苯乙烯以及双端羟基的遥爪聚苯乙烯等一系列聚合物,系统研究了线形/环状拓扑结构和极性基团对有序多孔膜形貌的影响。首次研究了环状聚合物的成膜能力,进一步讨论了线形聚合物的端基效应。通过控制聚合反应条件以及物理共混,实现了 α-羟基聚苯乙烯的分子量分布调控,系统研究了分子量分布对成膜能力的影响规律,其中单峰宽分布聚苯乙烯最有利于拓宽成膜溶液的浓度范围,在宽达0.6-50 mg/mL的范围内可制得有序多孔膜。通过调控分子量分布,可优化成膜能力并增强膜的机械强度。羟基功能化的遥爪聚苯乙烯表现出更高的界面活性,可以更有效地稳定水滴,在极低浓度下（～10-2 mg/mL）依然可以制备规整的有序多孔膜。合成了荧光功能化的遥爪共聚物,探索了其在透明荧光防伪涂层领域的应用。不同条件下制备的有序多孔膜具有各异的多畴区特性,畴区边界处的膜孔呈现非六边形排列,畴区结构各不相同且难于复制。通过图像识别对膜孔分布特征进行统计,借助机器学习手段可实现初级的防伪应用。从仿生学角度出发,发现有序多孔膜的畴区边界与人类的指纹具有高度相似的形成机制,通过理论计算验证了畴区边界结构的唯一性,发展了一种几乎不可物理复制的防伪标签。该防伪标签表现出了极高的安全性,同时还具有柔性、透明、可裁剪、普适化等优点,在防伪领域具有潜在应用。针对有序多孔膜的宏量制备问题,设计了卷对卷成膜装置,基于宽分布单端羟基聚合物体系探索了有序多孔膜的连续化制备。讨论了吹气装置和基底行进速率等因素的影响,发现了固化边界线对连续化水滴模板法成膜过程的关键性作用,初步实现了大面积有序多孔膜的连续化制备。