磁响应型胶体光子晶体是一类由单分散磁性胶体粒子在外磁场作用下自组装形成的具有明显光子带隙特征的晶态胶体阵列，具有响应速度快、结构色动态可调等特性，在彩色显示、光开关等领域具有重要的应用前景。然而，其对液态环境的依赖特性使其在实际应用中受到极大限制。为此，本文通过将Fe3O4胶体溶液分别分散嵌埋于琼脂糖水凝胶、乙氧基化三羟基丙烷三丙烯酸酯（ETPTA）以及聚二甲基硅氧烷（PDMS）高分子基体中，成功制备了结构色可动态调控的高分子光子晶体薄膜，对不同材料复合体系的微观结构及光反射性质进行了分析。主要研究内容如下：
a) 采用水热法，制备了平均粒径约为200nm的单分散超顺磁性Fe3O4胶体粒子，其饱和磁化强度可达75emu/g。由于粒子表面羧基的存在，使其表面带有明显负电荷，且能在水中稳定分散，在外加磁场作用下，胶体溶液显示出明亮的结构色，反射光谱波长可在470~620nm波长范围内动态调控；通过进一步对Fe3O4胶体粒子进行表面硅烷化处理，在粒子表面修饰了硅烷醇基团，成功实现了胶体粒子在乙二醇、丙三醇等烷醇类溶剂中的稳定分散，所得胶体溶液在外磁场作用下同样可在470~620nm波长范围内保持结构色可调的特性。
b) 通过将单分散Fe3O4胶体粒子分散于琼脂糖水凝胶网络结构中，制备了一种新型磁响应光子晶体水凝胶。由于琼脂糖水凝胶较大的网络空间结构，使得Fe3O4胶体粒子仍能保持其可动性，在外加磁场作用下，处于水凝胶网络中的Fe3O4胶体粒子可以对磁场做出响应并形成晶态胶体阵列，且随着磁场强度的变化，凝胶的结构色也表现为连续可调的特性。随着水凝胶中磁性粒子浓度的提高，水凝胶结构色的亮度也随之提高。
c) 采用乳化聚合的方法，将乳化形成的Fe3O4胶体溶液以微液滴的形式分散嵌埋于ETPTA、PDMS之类的可光固化的透明胶体中，成功制备了光子带隙可连续调控的固态高分子光子晶体薄膜。液滴的存在保证了Fe3O4胶体粒子在其中的可动性，使得每个微液滴仍然能在外场作用下独立变色，进而固态膜整体在磁场和电场作用下仍表现出结构色连续动态可调的特性。相比于ETPTA，PDMS复合薄膜具有更好的柔韧性和动态显色效果，有望成为一种较为理想的柔性高分子光子晶体材料。
此类高分子柔性薄膜所具有的光子带隙可调谐的光学特性使其在彩色显示、军事伪装，磁场传感器和防伪等领域都具有广阔的应用前景。