蝴蝶鳞片微观结构与模型分析

蝴蝶鳞片表面具有脊沟等非光滑结构,这些结构的形态、密度、分布等的微小差别对光线产生折射、反射等光学效应使鳞片呈现不同的颜色。蝴蝶鳞片微观结构的分析是生物结构色隐身研究的理论基础。本文从宏观与微观、表面形态与横截面结构等角度出发,应用电镜对比分析了鳞片的微观结构,构建蝴蝶鳞片分布、形态和结构的优化模型,优化设计出2种仿蝴蝶鳞片微观结构模型。

磁性金属蝴蝶鳞片磁控光学响应效应

多种蝴蝶鳞片具有三维跨尺度的亚微米结构,可在不同方向上呈现不同颜色,表现结构色特征.为了充分利用这一天然构造,本文以蝴蝶鳞片为模板,通过化学原位合成法,在鳞片表面成功地镀覆一层磁性金属钴,使得蝴蝶鳞片兼具结构色与磁性特征.进而可通过外加磁场人工控制磁性金属鳞片的角度和方向,使其反射不同颜色的可见光.该结果可为具有自然生物体三维亚微米结构的新型"磁光开关"的设计提供新思路.

基于蝴蝶表面结构的仿生研究

梳理了近些年国内外学者对蝴蝶翅膀表面的研究进展和应用趋势,通过对蝴蝶翅膀的深入剖析,将蝴蝶翅膀表面结构及其优异的特性应用到各个领域,尤其希望能够应用于墙体保温,通过其陷光结构来提高墙体对光的吸收,减少热量丧失,提高保温墙板的保温效率,达到节能减排的效果。

曲带闪蛱蝶鳞片结构色与机理分析

本文从仿生学角度出发，以曲带闪蛱蝶紫色闪光鳞片为研究对象，利用光学显微镜（0M）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM），研究了蓝色鳞片微观结构以及结构色形成机理。结果表明：曲带闪蛱蝶紫色闪光鳞片的截面形状是一种类似塔状的多层结构，壳质层数为8层左右，每层壳质厚度约77nm，空气层厚度约92nm，紫色闪光形成机理是多层结构对光线的干涉所致。该研究的意义在于为蝴蝶翅面结构隐形效应的研究以及视频仿生隐身材料的设计与制备提供参考数据。

绿带翠凤蝶中的一维光子晶体结构研究

本文从仿生学角度出发,以绿带翠凤蝶蓝色鳞片为研究对象,借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、反射光谱等分析工具,表征了绿带翠凤蝶蓝色鳞片微观结构,并在此基础上探讨了其结构色形成机理。结果表明:蓝色鳞片截面微结构是一种由壳质与空气交替组成的层结构,壳质层数为8层左右,该结构具有一维光子晶体结构特征,存在474~500 nm的带隙;显色机理是光子带隙结构对光的调制作用。该研究可为视频仿生隐身材料的设计与制备提供新思路和参考数据。

基于仿生学的冬季针织运动面料开发与性能评价

为开发出热湿性能优良的冬季针织运动面料,基于SolidWorks软件对3类蝴蝶鳞片进行几何结构三维建模,根据模型特征采用双股70 dtex(72 f)Dryarn聚丙烯纱线作面纱,50 dtex Dryarn聚丙烯纱线包覆17 dtex氨纶作地纱,以及150 dtex涤纶作面纱,30 dtex涤纶包覆20 dtex氨纶作地纱,在SANTONI MF8-CHN单面电子提花圆机上开发了6种仿蝴蝶鳞片结构针织面料;通过对仿生结构针织面料的保暖性、透湿性、透气性及液态水分管理能力进行测试分析,进而运用模糊数学对织物的热湿舒适性能进行综合评价。结果表面:以Dryarn聚丙烯纱线为原料织造的蝶翅结构仿生织物不仅热湿舒适性能良好,且织造工艺简洁高效,拓宽了从织物组织结构设计方面开发功能纺织品的思路。

二维TiO_2纳米网格对CdTe量子点的吸附性能

通过真空蒸镀和高温煅烧方法,从蝴蝶翅膀鳞片生物模板上复制二维TiO2纳米网格,采用SEM、EDS、TEM等对其进行了表征,分析了其对CdTe量子点的吸附性能。结果表明:用此方法可成功制备二维TiO2纳米网格,高温煅烧可以完全去除生物模板;TiO2纳米网格上形成了吸附较好的CdTe量子点,TiO2纳米网格比TiO2膜有更好的吸附性能。