本发明属于Au-GSH@TiO2@PDMS复合材料技术领域，公开了Au-GSH@TiO2@PDMS复合材料及其制备方法和应用。Au-GSH@TiO2@PDMS复合材料的制备方法包括，合成谷甘光肽(GSH)保护的金纳米团簇Au-GSH、结晶态TiO2的制备、Au-GSH@TiO2复合材料的制备以及采用紫外光固化法将PDMS将接枝在Au-GSH@TiO2表面，最终得到Au-GSH@TiO2@PDMS复合材料。该Au-GSH@TiO2@PDMS复合材料有效的提高了Au-GSH光稳定性，有效地解决了传统金属纳米团簇光致团聚的问题。