光子晶体由于其独特的光子带隙特点在可视化传感方向应用广泛。它们在宏观上能够表现出裸眼可视的鲜艳结构色,其显色原理遵从布拉格定律。结构色薄膜传感的响应可通过折射率和晶格常数的改变来实现,这些因素的微小变化就可以使其结构色在宏观上发生明显改变,这为可视化分子识别检测提供了新的思路。基于此,本文分别制备了柔性和刚性光子晶体可视化传感薄膜,并基于晶格常数和折射率的改变研究了它们的传感应用。具体研究内容和结果如下:一、以甲基丙烯酸羟乙酯为功能单体,构建了一种可对碱性磷酸酶响应的柔性光子晶体薄膜传感器。通过传感器在酶催化反应溶液中的反射峰波长位置变化探究了光子晶体薄膜的交联剂最佳含量,优化了酶催化反应的最佳反应条件:当功能单体与交联剂的摩尔比例为5:1,底物浓度为100 mmol·L-1,温度为65℃,pH为10～10.5时响应效果最佳;研究了Zn2+、Ba2+、Ca2+、Mg2+等碱土金属离子对酶的激活作用,发现Mg2+对碱性磷酸酶激活效果最佳,最小用量可低至1 mg·mL-1;探讨了传感器在不同浓度的酶催化反应中反射峰的位置和酶浓度的关系,发现传感器最低可实现对0.1 mg·L-1碱性磷酸酶的检测。二、以丙烯腈和2-氯丙烯腈为功能单体,构建了具有高稳定性的柔性光子晶体薄膜。由于氰基的稳定性较强且具有化学惰性,所以用其制备的三维柔性大孔薄膜具有优异的稳定性能。研究发现,该光子晶体薄膜对醇类、酯类、醛类、烃类和胺类等有机溶剂具有良好的耐受性;在强酸强碱、中性离子溶液以及较高温度条件下,光子带隙也未受到影响,稳定性同样表现良好。这种薄膜的成功构建为后续柔性功能化光子晶体的进一步发展提供了良好的理论基础和实验依据。三、以空心SiO2光子晶体为模板,构建了可对露点温度预警的刚性虹彩光子晶体薄膜（Rigid iridescent photonic crystal,RIPC）。探究了 SiO2-RIPC、PS-RIPC、PS@SiO2-RIPC以及空心SiO2-RIPC对露点温度的响应,并研究了空心SiO2-RIPC壳层厚度为20 nm、40 nm、55 nm、65 nm和80 nm传感器结构对露点温度的影响。结果发现,壳层厚度为80 nm的空心SiO2-RIPC露点温度值最大,带隙波长移动最多且反射率急剧增加。同时,探究了不同湿度下空心SiO2-RIPC的露点温度,发现传感器的露点温度比理论值提高了约6℃,比玻璃基底提高了约4℃;在湿度大于80%时,露点温度高于环境温度,打破了理论上露珠形成要求介质温度必须低于环境温度的条件限制。该薄膜的成功构建为可视化露点预警材料的制备提供了新的思路。