光子晶体是由不同介电常数的介质周期性排列产生的有序结构。利用光子晶体折光指数的周期性变化,可以调控一定波长光的禁阻。近年来,研究者们将光子晶体与液晶材料、铁电材料、铁磁材料、半导体和凝胶复合,获得了一系列响应外界光、电场、磁场、温度、机械力等刺激的功能型光子晶体。光子晶体的工业化应用也在逐步推进。例如苹果等大型跨国企业,也逐步将光子晶体产业化推向应用。本论文研究将光子晶体与液晶复合,利用偏光显微镜观察光子晶体/液晶复合材料中液晶形态,利用DSC研究光子晶体/液晶热力学性质,利用光纤光谱仪观察光子晶体/液晶复合材料的光学性质与热形变机制,利用扫描电镜观察光子晶体/液晶复合材料微观形貌。主要研究内容如下:(1)利用改进的Stober法制备了粒径均一的二氧化硅微球。将粒径均一的二氧化硅微球通过垂直沉降自组装形成光子晶体。研究所得到的二氧化硅微球粒径分布,以及所制备光子晶体的角度依赖性与光学性质。实验结果表明:我们通过改进的Stober法制备的二氧化硅微球为单分散体系。通过调节氨水浓度,制备出了一系列不同粒径的二氧化硅微球,并组装得到不同颜色的光子晶体。所得到的光子晶体反射强度高,排列有序、规整。(2)将光子晶体模板与液晶复合设计制备了热致光子晶体/液晶复合材料,并研究了其在热致驱动器的应用。选择并混配可聚合液晶单体,将可聚合液晶组合物填充入液晶盒,通过光固化得到光子晶体/液晶复合薄膜。研究所得到光子晶体/液晶复合材料在温度变化下的可逆形变行为。温度上升,光子晶体/液晶复合材料向一侧弯曲;温度下降,弯曲的光子晶体/液晶复合材料逐渐舒展。(3)设计制备了反蛋白石光子晶体/液晶复合材料,并研究了其在温度敏感材料的应用。利用二氧化硅光子晶体模板,将可聚合单体填充并光固化后,得到聚合物/光子晶体复合材料。通过选择性蚀刻光子晶体/聚合物复合薄膜,得到局部反蛋白石薄膜。选择合适的温度敏感液晶并将其填充入反蛋白石空隙后,封装并固化,得到反蛋白石结构温度感应材料。在特定温度范围内,温度变化时,材料对应显示出不同颜色。