多功能、响应性光子晶体在环境监测以及作为各种物理、化学及生物传感器等方面具有广阔的应用前景。本文主要研究了光学性能优良的高强度亲水性光子晶体、对酸碱气体具有响应性的光子晶体以及对Hg2+具有高灵敏、高选择性、可重复检测的DNA修饰的光子晶体。主要内容如下：　　 1.通过紫外光辐照制备得到了高强度亲水性聚苯乙烯光子晶体。聚苯乙烯在紫外光照过程中发生光化学交联，增强了光子晶体薄膜的机械性能，而光学性能保持良好；此外，光照过程中聚苯乙烯乳胶微球表面产生羰基，改变了光子晶体薄膜的浸润性，从疏水转变为高亲水薄膜。为制备具有高机械稳定性及特殊浸润性的功能光子晶体薄膜提供了简单有效的方法，对于光子晶体的实际应用具有重要的意义。　　 2.通过牺牲模板法制备了SiO2反蛋白石光子晶体，随后在其缝隙中吸附染料分子螺吡喃衍生物，得到了对酸碱气体及光双重响应的光子晶体。由于螺吡喃染料在酸碱或者光的刺激下表现出不同的荧光性质，当选择光子禁带合适的光子晶体时，填充在光子晶体缝隙中的染料分子开环状态的荧光在酸碱或者光的诱导下可以进行可逆的调控，实现荧光开关。基于光子晶体的荧光开关性质在信息存储材料、彩色显示器、化学及生物传感器等方面具有潜在的应用。　　 3.制备了酸碱气体响应性聚苯胺-TiO2复合的反蛋白石光子晶体，由于聚苯胺在酸碱气氛作用下会发生掺杂和脱掺杂，导致其折射率发生变化，从而引起光子晶体反射光谱的可逆变化。饱和NH3作用下所制光子晶体的光子禁带可从556 nm红移到688nm，移动了132 nm，对应的光子晶体薄膜由绿色转变为红色；而在HCl气体作用下，光子禁带又发生蓝移，由红色转变为绿色。光子晶体薄膜的颜色发生可逆变化，实现了对NH3和HCl气体的裸眼监测，这对于制备酸碱气体化学传感器具有重要的意义。　　 4.运用胸腺嘧啶T与Hg2+形成T-Hg2+-T配位和光子晶体增强荧光的性质，发展了高灵敏、高选择性、可重复使用的检测Hg2+的方法。在黄色光子晶体薄膜表面溅射金膜，然后修饰含有T的带有荧光基团的DNA单链分子。在Hg2+存在时发生T-Hg2+-T配位，DNA由线形构象转变为“发夹”结构，发生荧光共振能量转移导致荧光淬灭。利用光子晶体布拉格反射性能，提高了荧光检测的灵敏度，最低检测限为4 nM；此外，选择巯基丙氨酸作为Hg2+的洗脱剂，打开DNA碱基T与Hg2+的配位结构，使“发夹”结构恢复到线形结构，实现了薄膜荧光传感器的重复使用性。最终制备得到高灵敏、高选择性、可重复使用的检测Hg2+的薄膜荧光传感器。这对重金属离子的高效检测具有重要的意义。