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以胶体颗粒自组装为基础的胶粒晶体的组装和修饰已经成为材料科学领域研究的热点之一。本研究从胶体颗粒的自组装出发，围绕着胶粒晶体的组装和修饰制备了一系列的新型的复合材料，包括新型的TiO2/SiO2复合胶粒晶体、双元胶粒共沉积法制备的三维有序大孔材料和胶粒晶体与Ag纳米颗粒的复合材料。用透射电镜、扫描电镜和透射谱对其结构进行了表征。
高质量胶粒晶体是制备复合材料的首要步骤和基础。本研究首先采用SiO2这种单一成分颗粒作为探针，分别利用重力沉降法和垂直沉积法成功地制备了高质量的SiO2胶粒晶体，在垂直沉积法中系统地研究了胶粒浓度、胶粒尺寸、组装温度以及溶剂等对胶粒晶体制备的影响。并通过较大尺寸的SiO2颗粒模拟了高密度复合颗粒的组装条件，SiO2胶粒晶体的成功制备为复合颗粒的组装创造了条件。
为了获得具有高折射率反差的光子晶体，本研究成功地制备了新型TiO2/SiO2复合胶粒晶体。并通过采用大小颗粒的竞争生长，考察了TiO2/SiO2复合颗粒的包覆机制，发现为表面反应控制生长；复合颗粒的包覆机制为改善复合颗粒的单分散性在理论上提供了可能；通过优化包覆条件，制备了形貌较好、颗粒粒径分布偏差较小的TiO2/SiO2复合颗粒，并分别利用垂直沉积法和重力沉降法组装了TiO2/SiO2复合颗粒，得到了长程有序排列，最终成功地制备了具有光子带隙的复合胶粒光子晶体；TiO2/SiO2复合颗粒的粒径最大为246nm，包覆层厚达23nm，粒径分布偏差为3.57％，光子带隙的位置在560nm处，TiO2/SiO2复合颗粒的折射率可达1.66。
利用二元胶粒共沉积成功地制备了PS分别与SiO2、Al(OH)3的复合结构及相应的反opal结构。在二元胶粒共沉积过程中考察了大小颗粒的体积比、小颗粒的密度、溶剂等因素对组装结果的影响。与物体限制浸渍法相比，二元胶粒共沉积法具有快速和高填充率等优点。二元胶粒共沉积法的应用为高填充率的三维有序大孔材料的制备提供了一个快速和实用的途径。
通过采用SiO2胶粒晶体与Ag纳米颗粒进行复合，成功地制备了SiO2/Ag复合材料。Ag纳米颗粒均匀地填充到SiO2的胶粒晶体中，发现光子带隙的位置发生了蓝移。