Morpho蝶翅變色特性研究與仿蝶翅結(jié)構(gòu)制備.pdf

1、Morpho蝴蝶呈現(xiàn)顯著閃耀的藍(lán)色光澤,是自然界中生物結(jié)構(gòu)色的典型代表。其結(jié)構(gòu)色形成機(jī)理及仿生合成研究,一直是國(guó)際上研究的前沿和熱點(diǎn)。本文著重對(duì)Morphodidius蝶翅在不同環(huán)境介質(zhì)中的變色特性進(jìn)行了深入研究,并開展了仿Morpho蝶翅的結(jié)構(gòu)制備實(shí)驗(yàn),主要內(nèi)容及結(jié)論包括:
　　將甲醇、乙醇、異丙醇三種折射率不同的液體滴加到Morphodidius蝶翅鱗片表面,鱗片結(jié)構(gòu)反射率下降,主波峰右移,蝶翅變?yōu)辄S綠色;液體完全揮發(fā)后,又還

2、原為藍(lán)色。同時(shí)對(duì)蝶翅微納結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模,仿真分析出液體滴加過(guò)程中反射率的變化規(guī)律。進(jìn)一步運(yùn)用主成分分析方法對(duì)甲醇、乙醇、異丙醇滴加過(guò)程中反射率的實(shí)驗(yàn)和仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行主元提取和降維處理,在三主元坐標(biāo)系中得到反射率的變化曲線,從而可以監(jiān)測(cè)滴加液體時(shí)蝶翅結(jié)構(gòu)的典型變色過(guò)程,并且通過(guò)映射點(diǎn)密集分布區(qū)域能夠直觀辨識(shí)出不同液體。對(duì)不同入射角度下兩種Morpho蝶翅的反射率進(jìn)行測(cè)量,結(jié)果表明隨著入射角的增大,反射率曲線會(huì)下降,蝶翅的亮度下降;反射率曲線峰

3、值的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)會(huì)在一定入射角度內(nèi)基本保持不變,蝶翅仍呈現(xiàn)藍(lán)色;角度繼續(xù)增大,反射率曲線主波峰下降左移,蝶翅顏色開始變化;增大到一定角度時(shí),蝶翅偏紫色。
　　進(jìn)一步以Morphorhetenor蝴蝶鱗片為生物模板,先后基于溶膠凝膠技術(shù)和磁控濺射技術(shù),借助燒結(jié)成型的遺態(tài)材料制備工藝,制備出部分仿Morpho蝶翅結(jié)構(gòu)的氧化物,并對(duì)這兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析。在溶膠凝膠工藝中對(duì)蝶翅模板的浸漬時(shí)間參數(shù)進(jìn)行調(diào)控,通過(guò)對(duì)制備產(chǎn)物的微納結(jié)構(gòu)和成