三维周期性介质材料在理论上证明具有光子带隙的能力。这种具有光子带隙的材料,被称为光子晶体。光子晶体材料在控制和操纵光传播的光学材料领域发挥着重大作用,在催化剂、传感、高性能光学器件等领域有着广阔的应用前景。为了提高光子晶体的光学质量,为基于光子晶体的光学器件的广泛应用实现优异的光学信号,人们开发了各种各样的新型材料和组装结构。液晶由于其各向异性的分子形状和取向从而表现出很大的光学各向异性。光、温度、溶剂、电场的应用可以很容易地调节液晶的折射率。液晶弹性体是一种适度交联的液晶聚合物网络,它将高分子弹性体的弹性特点与液晶的自组装特点结合起来。液晶弹性体最明显的特征是在施加外界刺激后,它们可以可逆地改变形状。如果液晶弹性体失去了各向异性,比如,液晶弹性体被加热到各向同性相,各向同性相的链构象将被采用,所以整个样品作为一个整体将不得不改变其形状。也就是说,液晶弹性体微观尺度上分子构象的变化在宏观上表现为膜的弯曲,卷曲和折叠。并且液晶弹性体在人工肌肉,人工虹膜,微机器人,流体运输,可控光学器件等方面有重要应用。本文提出了一种可逆的溶剂敏感型液晶弹性体-胶体晶体驱动器。通过将液晶单体过度填充到胶体晶体模板中,然后进行UV光照聚合,形成了液晶弹性体和胶体晶体的集成结构,制备了驱动器。基于不均匀溶胀过程向均匀溶胀过程的巧妙过渡,该驱动器能够在同一溶剂中实现快速地连续弯曲/解弯曲过程,这是对自然界生物快速捕捉猎物而后恢复到平衡状态的有趣模仿。主要内容包括:1.采用一步法设计并制备了一系列具有不同粒径的核壳结构的单分散乳胶微球。通过组装不同粒径的单分散聚合物乳胶球,获得了覆盖整个可见光范围的亮的、单色胶体晶体膜。胶状晶体膜与常规的空腔面心结构相比,具有完全致密的空心结构和较强的机械强度,这是由于乳胶球间的物理连接和氢键的强烈连接所致。采用这类简单的方式制备光子带隙可调的、机械强度高的胶体晶体膜,将增进蛋白石膜在新一代光学器件和装潢材料中的实际应用,如高性能反射器、化学、生化传感器和环保型彩色涂料等。我们还采用一种简单的基于溶液的胶体/基质共组装方法,合成了裂纹少、高度有序的反蛋白石SiO2膜。由于没有覆盖层,复合膜的高孔隙率很容易从表面获得,这对于催化,气体吸附或组织工程的应用特别重要。这些单畴周期性反蛋白石膜也可以体现为大面积光子带隙结构,用于光子学。2.采用单丙烯酸酯液晶单体和双丙烯酸酯液晶交联剂以及光引发剂,通过UV聚合反应,制备出溶剂响应型的纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜。研究了纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜的长度/厚度,单体/交联剂摩尔比例以及溶剂类型对其驱动性能的影响。实验结果表明,纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜的长度的增长和厚度的增加会使驱动角度减小,驱动时间延长。而二氯甲烷对纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜而言,是一种优良的溶剂,使其溶胀度最大,驱动角度也最大。本论文中,尺寸为6 mm×1mm×15μm的纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜的驱动性能最佳。也就是说,通过改变以上条件,可以实现对纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜的驱动行为的有效调节。3.基于胶体颗粒的溶解和本体液晶弹性体膜的各向异性,液晶弹性体-胶体晶体膜在溶剂中表现为连续地弯曲/解弯曲过程。通过设计不同的剪切角度来控制纯液晶弹性体膜和液晶弹性体-胶体晶体膜的多环形弯曲或螺旋弯曲。这项工作将为新型驱动器材料的设计和制备提供重要的思路。