自然界中存在着多种多样绚丽的颜色,生动而令人着迷,比如甲虫背壳、蝴蝶翅膀等。随着对光子材料的进一步研究,人们发现这些自然界中存在的绚丽的颜色,并不是由染料和色素成分而产生的,它的产生来源于自然光和微纳米尺度的光子结构相互作用,是一种物理生色现象,我们称之为结构色。自然光在经历了一系列的干涉、衍射和散射之后,产生了光分解现象,一部分光会穿过光子结构,或者被光子结构所吸收,还有一部分光会被反射回去,就是我们所看到的结构色。目前染料和色素依然是主流的着色方式,然而染料和助剂的大量使用加大了环境治理的难度。结构色是大自然智慧的产物,它不依赖染料和助剂,无污染并且不褪色,这非常符合当前绿色环保的主题。目前已经有大量关于光子材料的制备方法和光子结构的组装方法被报导,但人工制备的晶态光子结构依然存在着角度依赖性的问题,本文提出光子颜料的应用方法,能够缓解晶态光子结构的角度依赖性:采用聚苯乙烯(PS)微球作为基本单元,炭黑(CB)作为共组装材料,组建平整的晶态光子薄膜,再将高度平整的晶态光子薄膜分解成微米级的光子晶体颗粒(光子颜料)。光子颜料能够提供稳定色彩的同时,还展现出了独特的珠光效果。目前商用珠光颜料的生色原理主要是通过薄膜干涉,而通过布拉格衍射生色的光子颜料丰富了珠光颜料的色彩呈现,具有很大的使用价值。主要内容包括:(1)使用改进的乳液聚合法制备了多种尺寸的PS胶体微球,通过双基板组装方法将PS微球自组装成晶态光子薄膜。利用微裂纹分解光子薄膜得到微米级的块状光子颜料。光子颜料的色彩明亮,具备独特的珠光闪烁效果,内部结构稳定。详细表征了光子颜料的微观形貌和光学性能,并通过特定的公式对其光学性能进行了解释。(2)通过毛细管制备结构色纤维。将光子颜料加入到聚二甲基硅氧烷(PDMS)的前驱体中混合均匀,加入热固化剂之后注射到聚四氟乙烯毛细管中进行固化成型。固化之后的PDMS纤维呈现透明状,光子颜料嵌入在纤维中的色彩明显,结构稳定。表征了结构色纤维的光学性能和内部的微观结构。(3)通过掩模的方法在棉织物上制备了珠光个性化图案。将模板放置在棉织物的上方,均匀铺撒的光子颜料通过镂空模板在棉织物上形成指定的珠光图案。珠光图案颜色亮丽,具备角度依赖性的同时,还可以呈现稳定的色彩。详细表征了珠光图案的稳定色彩、角度依赖性和珠光效果。将光子颜料加入到透明的指甲油中并涂覆在指甲上。光子颜料具备明亮的色彩,闪亮的光泽,金属般的闪烁效果以及深远的三维空间质感,在油墨、彩妆领域具备一定的应用价值。