Category of Research Project：国家自然科学基金
list of participants ：杨树
beginning and ending dates ：2015-2017

利用自然界中的生物结构色机理，可以帮助我们实现隐身材料的设计。长期以来，隐身材料大多依靠涂层来实现，这样的隐身材料不仅隐身效果不佳，而且涂层容易脱落，隐身效果不够持久。如果能够掌握材料的微结构与其显示的光学特征之间的规律，那么通过设计材料的微结构，来调控光线在其中的传播，从而实现材料在光学上的可变或隐身，这种隐身效果会更为优越和持久。 本研究通过仿生学的手段，借助对自然界生物结构色的机理进行深入研究，并尝试利用纳米材料在纺织品上构造人工光子晶体，形成一系列结构可调、颜色可变的新型伪装材料。本研究结果将在国防、工业等领域具有较为广阔的实用前景。具体做了以下工作，并得到一些结果。 （1）分析了蝴蝶翅膀鳞片、鸟类羽毛等纳米结构特征，获取到了其结构特征和光学特性之间的对应关系； （2）通过胶体动力学计算，定量预测了胶体小球自组装最佳工艺条件，节省实际大量自组装实验的时间和成本。 （3）获得了在不同面料（天然纤维和化学纤维）的织物表面构造光子晶体的最优工艺条件，并在织物表面实现可控、大规模、高质量的自组装。 （4）明确掌握了织物表面光子晶体的晶格参数与其带隙对应波长的关系。 （5）制备得到了在紫外光波、可见光波、红外光波等多个波段的伪装（防护）织物。