有机高分子材料具有生物亲和性、柔性、易于制备等特点,因此科学家们对此类材料的纳米结构进行了广泛地研究,有机纳米光子结构的机制和原理也日趋成熟。目前,多波段响应、实时、可调控的纳米光子结构与器件已被提上了应用研究日程。但是可调控高分子材料的纳米加工技术有限,一般是无法镀膜、沉积的,因此与无机可调材料相比,高分子结构一般只是通过涂膜、自组装等方式形成大面积薄膜衬底,配合其上的额外结构,实现有限的调控功能。因此能否实现活性有机纳米结构,进而实现可调节的光子结构成为新的应用研究突破点。在本论文中,发现聚乙烯醇（PVA）可以利用电子束曝光技术,形成高分辨率的水凝胶纳米结构,进而可实现活性可调的光子结构。基于此,本论文的主要工作如下:（1）我们证明了PVA可以作为电子束曝光的负性抗蚀剂,其分辨率窄至50纳米半间距。此外,通过近场红外表明,聚乙烯醇水凝胶在电子束辐照后,其亲水基团还是稳定的。因此,聚乙烯醇纳米图案化后仍然对湿度变化表现出快速的响应活性,展现出快速的颜色变化响应。我们建立了包括溶解、旋涂和显影在内的全水相纳米图案化工艺,该工艺对有机材料和器件的制造兼容性很高,有助于未来水凝胶相关纳米器件的设计和开发。（2）我们通过将无机介电纳米颗粒阵列替换为聚乙烯醇水凝胶纳米结构,实现了湿度响应的活性光子结构。研究发现,由于二次电子散射机制的制约,增加电子束曝光剂量并不能实现直径的可控增加。我们开发出了低电压曝光机制,抑制二次电子在深度方向的纵向散射,实现了曝光计量对曝光直径的有效调控。最终证明了水凝胶纳米结构在多波段、多湿度下的光谱响应变化,结构随着湿度的增加光谱红移。利用聚乙烯醇纳米结构对湿度的快速响应,可以实现防伪功能。这为动态调控纳米结构材料,提供了一种新的研发思路。