蝴蝶翅膀美丽的背后 蝶翅的超微结构及其功能研究 姚盛颗 5100519055 摘要：蝴蝶翅膀有着极其特殊的微纳米级结构，且各品种蝴蝶的翅膀形态不尽相同。通过对 其结构的研究，可以发现和解释一些蝴蝶翅膀特有的性能，如奇异的色彩与光泽、疏水自清 洁能力以及体温调控能力。受到这种天然优良材料的启发，人类开始研究并利用其结构，开 发出拥有良好性能的新型仿生材料。这种透过现象看本质的思维方式在我们生活的方方面面 都具有重要的指导意义。 从古至今，大自然一直都是人类发明创造的灵感的源泉。她的鬼斧神工造就了每一个精 美的生物结构和系统。蝴蝶因其造型优美，色彩艳丽，成为人们传统的观赏性生物。在中国 的传统文化里，蝴蝶更被赋予了神秘的浪漫主义色彩。美丽的现象背后是生物进化的本质。 蝴蝶在经过长期进化和自然选择之后，逐渐形成了更加适应自然的形态结构。它的翅膀表面 拥有独特的超微结构，这种结构使得蝴蝶呈现出华美亮丽的色彩，也使其具有了较强的疏水 性和自清洁性，更让其具备自动调节体温的功能而得以生存。通过对蝴蝶翅膀超微结构的观 察和研究，我们可以从中受到启发，从而开发出类蝶翅结构的仿生材料。这在人们的日常生 活、航空航天、军事以及通讯等领域都有着极其广阔的应用前景。 1蝴蝶翅膀的超微结构 扫描电子显微镜下观测表明蝴蝶翅膀表面在微观下并非是光滑平整的，而是覆盖着重叠 排列的瓦片般的鳞片，鳞片排列方向与翅脉发散方向一致，鳞片通过小柄镶嵌在鳞片囊中。 鳞片上又有十多条纵向隆起的脊脉，相邻两脊脉间又有几千条横向的肋。每种瑚蝶翅膀的结 构特征参数都不尽相同。比如鳞片根部排与排之间的距离，鳞片上相邻两个脊脉间的距离和 鳞片上相邻脊脉间的相邻两肋的距离等等都有所差异。以下列举几种比较有代表性的蝴蝶翅 膀具体结构。 1.1迁粉蝶 迁粉蝶翅膀的鳞片排列整齐，形状规则，鳞片游离缘多呈二齿结构。鳞片上有沿鳞片长 度方向的纵隆脊和横向的肋，每条脊脉上又由与鳞片呈约30°倾斜的周期性薄片叠合而成， 薄片间充满空气。肋间的凹坑中布有十多个橄榄形珠子。这种结构使得照射在其上的光产生 折射、反射及干扰而形成明亮光泽的颜色。当去除鳞片时可以明显观察到鳞片囊。 图1.1-1迁粉蝶鳞片（放大200倍） 图1.1-2迁粉蝶鳞片（放大10000倍）
蝴蝶翅膀美丽的背后 ——蝶翅的超微结构及其功能研究 姚盛颖 5100519055 摘要：蝴蝶翅膀有着极其特殊的微纳米级结构，且各品种蝴蝶的翅膀形态不尽相同。通过对 其结构的研究，可以发现和解释一些蝴蝶翅膀特有的性能，如奇异的色彩与光泽、疏水自清 洁能力以及体温调控能力。受到这种天然优良材料的启发，人类开始研究并利用其结构，开 发出拥有良好性能的新型仿生材料。这种透过现象看本质的思维方式在我们生活的方方面面 都具有重要的指导意义。 从古至今，大自然一直都是人类发明创造的灵感的源泉。她的鬼斧神工造就了每一个精 美的生物结构和系统。蝴蝶因其造型优美，色彩艳丽，成为人们传统的观赏性生物。在中国 的传统文化里，蝴蝶更被赋予了神秘的浪漫主义色彩。美丽的现象背后是生物进化的本质。 蝴蝶在经过长期进化和自然选择之后,逐渐形成了更加适应自然的形态结构。它的翅膀表面 拥有独特的超微结构，这种结构使得蝴蝶呈现出华美亮丽的色彩，也使其具有了较强的疏水 性和自清洁性，更让其具备自动调节体温的功能而得以生存。通过对蝴蝶翅膀超微结构的观 察和研究，我们可以从中受到启发，从而开发出类蝶翅结构的仿生材料。这在人们的日常生 活、航空航天、军事以及通讯等领域都有着极其广阔的应用前景。 1 蝴蝶翅膀的超微结构 扫描电子显微镜下观测表明蝴蝶翅膀表面在微观下并非是光滑平整的，而是覆盖着重叠 排列的瓦片般的鳞片，鳞片排列方向与翅脉发散方向一致，鳞片通过小柄镶嵌在鳞片囊中。 鳞片上又有十多条纵向隆起的脊脉，相邻两脊脉间又有几千条横向的肋。每种蝴蝶翅膀的结 构特征参数都不尽相同。比如鳞片根部排与排之间的距离，鳞片上相邻两个脊脉间的距离和 鳞片上相邻脊脉间的相邻两肋的距离等等都有所差异。以下列举几种比较有代表性的蝴蝶翅 膀具体结构。 1.1 迁粉蝶 迁粉蝶翅膀的鳞片排列整齐，形状规则，鳞片游离缘多呈二齿结构。鳞片上有沿鳞片长 度方向的纵隆脊和横向的肋，每条脊脉上又由与鳞片呈约 30°倾斜的周期性薄片叠合而成， 薄片间充满空气。肋间的凹坑中布有十多个橄榄形珠子。这种结构使得照射在其上的光产生 折射、反射及干扰而形成明亮光泽的颜色。当去除鳞片时可以明显观察到鳞片囊。 图 1.1-1 迁粉蝶鳞片（放大 200 倍） 图 1.1-2 迁粉蝶鳞片（放大 10000 倍）
图1.1-3迁粉蝶去鳞（放大200倍） 图1.1-4迁粉蝶去鳞（放大2000倍） 1.2密纱眉眼蝶 密纱眉眼蝶翅膀的鳞片排列紧密，形状较规则，鳞片游离缘较为粗糙，多呈三齿结构， 与翅膜间存在倾角。鳞片也有彼此平行的纵向隆脊和横向的肋。肋的两端高，中间低，呈下 坠状，直接与鳞片的整个基部相连。相邻脊脉与肋间在鳞片上形成了一个个规则的矩形的类 似窗格型的凹坑。 图1.2-1密纱眉眼蝶鳞片（放大1000倍） 图1.2-2密纱眉眼蝶鳞片（放大10000倍） 1.3素饰蛱蝶 素饰蛱蝶翅膀的鳞片排列整齐、紧密，而且形状规则，鳞片游离缘平滑，鳞片也有彼此 平行的纵向隆脊和横向的肋。肋的中间通过柱状结构和鳞片的整个基部相连。相邻脊脉与肋 间在鳞片上形成了一个个规则的矩形凹坑。 图1.3-1素饰蛱蝶鳞片（放大1000倍） 图1.3-2素饰蛱蝶鳞片（放大10000倍） 1.4绿带翠凤蝶 绿带翠凤蝶翅膀的鳞片排列较松散，形状规则，鳞片游离缘多呈二齿结构，鳞片有彼此 平行的纵向隆脊。肋呈弯曲褶皱状与相邻脊脉间在鳞片上形成了两排不规则的类似蜂窝的凹 坑
图 1.1-3 迁粉蝶去鳞（放大 200 倍） 图 1.1-4 迁粉蝶去鳞（放大 2000 倍） 1.2 密纱眉眼蝶 密纱眉眼蝶翅膀的鳞片排列紧密，形状较规则，鳞片游离缘较为粗糙，多呈三齿结构， 与翅膜间存在倾角。鳞片也有彼此平行的纵向隆脊和横向的肋。肋的两端高，中间低，呈下 坠状，直接与鳞片的整个基部相连。相邻脊脉与肋间在鳞片上形成了一个个规则的矩形的类 似窗格型的凹坑。 图 1.2-1 密纱眉眼蝶鳞片（放大 1000 倍） 图 1.2-2 密纱眉眼蝶鳞片（放大 10000 倍） 1.3 素饰蛱蝶 素饰蛱蝶翅膀的鳞片排列整齐、紧密，而且形状规则，鳞片游离缘平滑，鳞片也有彼此 平行的纵向隆脊和横向的肋。肋的中间通过柱状结构和鳞片的整个基部相连。相邻脊脉与肋 间在鳞片上形成了一个个规则的矩形凹坑。 图 1.3-1 素饰蛱蝶鳞片（放大 1000 倍） 图 1.3-2 素饰蛱蝶鳞片（放大 10000 倍） 1.4 绿带翠凤蝶 绿带翠凤蝶翅膀的鳞片排列较松散，形状规则，鳞片游离缘多呈二齿结构，鳞片有彼此 平行的纵向隆脊。肋呈弯曲褶皱状与相邻脊脉间在鳞片上形成了两排不规则的类似蜂窝的凹 坑
图1.4-1绿带翠凤蝶鳞片（放大1000倍） 图1.4-2绿带翠凤蝶鳞片（放大10000倍） 1.5黑绢斑蝶 黑绢斑蝶翅膀的鳞片排列整齐紧密，形状规则，鳞片游离缘多呈尖锐的2齿结构，鳞片 也有彼此平行的纵向隆脊和横向的肋。肋呈肋骨状，肋间由1个或2个柱状结构相连.相邻脊 脉与肋间在鳞片上形成了一个个规则的矩形凹坑。 图1.5-1黑绢斑蝶鳞片（放大1000倍） 图1.5-2黑绢斑蝶鳞片（放大10000倍） 2蝴蝶翅膀的特性研究 2.1天然的光子晶体 蝴蝶的翅膀五彩斑斓，有的还闪耀着奇异的光芒。这些色彩中除了黑色和棕色一般由黑 色素造成，而蓝色、绿色、红色和闪耀的光泽则通常是由翅膀上鳞片的微观结构所造成的， 称为结构色。色素成色是由于物体中的色素在与自然光相互作用时会对光进行部分吸收，反 射出互补色的光而形成颜色：而结构色是物质本身不会吸收自然光，完全依靠结构对自然光 进行强布拉格衍射，加强了特定波长范围内的光而形成颜色。 所谓的光子晶体就是指具有光子带隙特性的周期性电介质结构。在光子晶体中，电磁波 传播时会受到布拉格散射的作用，形成光子能带结构，能带之间可能出现能带的间隙，也就 是光子带隙。所具能量处在光子带隙内的光子，不能进入该晶体。光子晶体和半导体在基本 模型和研究思路上有许多相似之处，原则上人们可以通过设计和制造光子晶体及其器件，达 到控制光子运动的目的，所以光子晶体通常被用来制作各种光学器件，包括高性能光子晶体 反射镜、光子晶体波导、光子晶体光纤、光子晶体激光器等等。 蝴蝶翅膀就具有这种光子晶体结构，其具有很好的周期性，当有光照射时，散射周期会 随着入射角度的改变而发生改变，产生不同的颜色，具有明显的光学各向异性的特点。而且 这种自然形成的微纳级的光子晶体的光子带隙大都作用在可见光范围内，所以基于生物模板 制备光子晶体材料成为了当今的一大热点
图 1.4-1 绿带翠凤蝶鳞片（放大 1000 倍） 图 1.4-2 绿带翠凤蝶鳞片（放大 10000 倍） 1.5 黑绢斑蝶 黑绢斑蝶翅膀的鳞片排列整齐紧密，形状规则，鳞片游离缘多呈尖锐的 2 齿结构，鳞片 也有彼此平行的纵向隆脊和横向的肋。肋呈肋骨状,肋间由 1 个或 2 个柱状结构相连.相邻脊 脉与肋间在鳞片上形成了一个个规则的矩形凹坑。 图 1.5-1 黑绢斑蝶鳞片（放大 1000 倍） 图 1.5-2 黑绢斑蝶鳞片（放大 10000 倍） 2 蝴蝶翅膀的特性研究 2.1 天然的光子晶体 蝴蝶的翅膀五彩斑斓，有的还闪耀着奇异的光芒。这些色彩中除了黑色和棕色一般由黑 色素造成，而蓝色、绿色、红色和闪耀的光泽则通常是由翅膀上鳞片的微观结构所造成的， 称为结构色。色素成色是由于物体中的色素在与自然光相互作用时会对光进行部分吸收，反 射出互补色的光而形成颜色；而结构色是物质本身不会吸收自然光，完全依靠结构对自然光 进行强布拉格衍射，加强了特定波长范围内的光而形成颜色。 所谓的光子晶体就是指具有光子带隙特性的周期性电介质结构。在光子晶体中，电磁波 传播时会受到布拉格散射的作用，形成光子能带结构，能带之间可能出现能带的间隙，也就 是光子带隙。所具能量处在光子带隙内的光子，不能进入该晶体。光子晶体和半导体在基本 模型和研究思路上有许多相似之处，原则上人们可以通过设计和制造光子晶体及其器件，达 到控制光子运动的目的，所以光子晶体通常被用来制作各种光学器件，包括高性能光子晶体 反射镜、光子晶体波导、光子晶体光纤、光子晶体激光器等等。 蝴蝶翅膀就具有这种光子晶体结构，其具有很好的周期性，当有光照射时，散射周期会 随着入射角度的改变而发生改变，产生不同的颜色，具有明显的光学各向异性的特点。而且 这种自然形成的微纳级的光子晶体的光子带隙大都作用在可见光范围内，所以基于生物模板 制备光子晶体材料成为了当今的一大热点
2.2优异的疏水性质和定向漫润能力 蝴蝶即使在雨中也能自由飞行，其翅膀在沾水之后可以很快的滑走而不是沾湿翅膀使其 加重，影响飞行。这得益于翅膀鳞片还具有很好的疏水性和各向异性的浸润性，翅膀表面的 灰尘也因此能够自动被水吸附带走，具有非常好的表面自清洁能力。 2.2.1疏水性 蝴蝶翅膀表面的鳞片结构是由许多纳米级的骨架结构构成，这种结构不仅可以有效降低 蝴蝶翅膀的重量，而且空隙中会捕获大量的空气，使水滴与翅膀表面接触面积减小，水滴在 其表面处于非稳定平衡状态，相互作用力很小，因此水滴非常容易就从翅膀表面上滑落。 2.2.2定向浸润性 蝴蝶翅膀由微米尺寸的鳞片沿着翅脉发散方向交叠覆盖而成。当水滴沿着鳞片堆叠方向 运动时，在水滴和鳞片之间存在着空隙，这样就大大减小了水滴与蝴蝶翅膀的接触面积，水 滴很容易滚动。而当逆着鳞片堆叠方向运动时，水滴浸入了这些空隙，由于表面张力的影响， 鳞片闭合，使得水滴与翅膀的接触面积增加，大大增加了翅膀对水滴的黏附力。因此水滴逆 着鳞片堆叠方向运动时所受到的力显著大于水滴顺着鳞片堆叠方向运动所受到的力，使得水 滴在其表面沿着固定方向滚动，即向翅膀边缘滚落，有效地避免了身体被水沾湿。 2.3自动调节体温 蝴蝶翅膀上的瓦片状鳞片结构也有助于蝴蝶对于太阳能的吸收和自动调节体温，对其生 存至关重要。当外界的温度下降时，蝴蝶翅膀上无数的鳞片会紧贴在身体的表面，使其与太 阳光垂直接触，便可吸收到大量的太阳光能量，使身体暖和起来。而当外界天气炎热，太阳 直射时，鳞片又会自动张开，以减小阳光辐射的角度，从而降低对太阳光热量的吸收。由于 蝴蝶鳞片可以自动张开和闭合的能力，使其能始终将体温稳定控制在一个适当的范围内。 3蝴蝶翅膀特性的应用与展望 对于蝴蝶翅膀光学特性的应用是当今的一大热点。蝴蝶翅膀鳞片的光子晶体结构的深入 研究将为开发新一代光学材料、存储材料及微波通信材料提供重要的指导作用。据研究，现 在已能用气相沉积法、溶胶凝胶法、超声波辅助等各种方法将A1z03、Z0、Ti02等等附着到 蝴蝶翅膀的模板上，再经高温煅烧去除模板从而得到具有蝴蝶翅膀结构的各种新型材料。 蝴蝶翅膀的疏水性和其各向异性的浸润性，可用作防水表面处理和开发自清洁表面材料。 蝴蝶表面的自清洁性能在防雪、防水、防雾、防污染、抗氧化等工农业生产、人们日常生活 以及航天器、潜艇、雷达通讯等领域都有着极其广阔的应用前景。甚至在我们日常生活中， 不久的将来也可以用到这种先进的技术，比如我们的汽车玻璃，通过应用这种涂料可以保证 玻璃的清洁，免于被雨水灰尘等遮挡视线，从而提高安全系数。 蝶翅的保温性能也有很大的应用发展空间。模仿蝴蝶翅膀鳞片的瓦片状微结构，可以研 发性能良好的保温材料，用于诸如房屋，特别是寒冷地区房屋表面的处理，达到良好的吸热 性保温性，以节约能源。科学家们已通过蝶翅鳞片随温度自动变换角度吸收热能而调节体温 的启发，设计了人造卫星的控温系统。这种控温装置外形和百叶窗很相似，每扇叶片的两个 表面的辐射散热能力各不相同，一个极强，另一个却很弱。在每扇窗的转动位置安装有对温 度极其敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合。当人造卫星直面强烈的太阳光照射时， 受热膨胀的金属丝就会使叶片张开，让辐射散热能力大的那个表面朝向太阳，帮助卫星散热 以降低温度：而当卫星位于地球的阴影区内，温度急速下降的时候，冷缩的金属丝会使叶片 闭合起来，让辐射散热能力小的那个表面暴露在太空中，抑制卫星的散热，从而保持了人造 卫星内部温度的恒定，避免内部精密仪器的损坏，解决了航天事业中的一大难题
2.2 优异的疏水性质和定向浸润能力 蝴蝶即使在雨中也能自由飞行，其翅膀在沾水之后可以很快的滑走而不是沾湿翅膀使其 加重，影响飞行。这得益于翅膀鳞片还具有很好的疏水性和各向异性的浸润性，翅膀表面的 灰尘也因此能够自动被水吸附带走，具有非常好的表面自清洁能力。 2.2.1 疏水性 蝴蝶翅膀表面的鳞片结构是由许多纳米级的骨架结构构成，这种结构不仅可以有效降低 蝴蝶翅膀的重量，而且空隙中会捕获大量的空气，使水滴与翅膀表面接触面积减小，水滴在 其表面处于非稳定平衡状态，相互作用力很小，因此水滴非常容易就从翅膀表面上滑落。 2.2.2 定向浸润性 蝴蝶翅膀由微米尺寸的鳞片沿着翅脉发散方向交叠覆盖而成。当水滴沿着鳞片堆叠方向 运动时，在水滴和鳞片之间存在着空隙，这样就大大减小了水滴与蝴蝶翅膀的接触面积，水 滴很容易滚动。而当逆着鳞片堆叠方向运动时，水滴浸入了这些空隙，由于表面张力的影响， 鳞片闭合，使得水滴与翅膀的接触面积增加，大大增加了翅膀对水滴的黏附力。因此水滴逆 着鳞片堆叠方向运动时所受到的力显著大于水滴顺着鳞片堆叠方向运动所受到的力，使得水 滴在其表面沿着固定方向滚动，即向翅膀边缘滚落，有效地避免了身体被水沾湿。 2.3 自动调节体温 蝴蝶翅膀上的瓦片状鳞片结构也有助于蝴蝶对于太阳能的吸收和自动调节体温，对其生 存至关重要。当外界的温度下降时，蝴蝶翅膀上无数的鳞片会紧贴在身体的表面，使其与太 阳光垂直接触，便可吸收到大量的太阳光能量，使身体暖和起来。而当外界天气炎热，太阳 直射时，鳞片又会自动张开，以减小阳光辐射的角度，从而降低对太阳光热量的吸收。由于 蝴蝶鳞片可以自动张开和闭合的能力，使其能始终将体温稳定控制在一个适当的范围内。 3 蝴蝶翅膀特性的应用与展望 对于蝴蝶翅膀光学特性的应用是当今的一大热点。蝴蝶翅膀鳞片的光子晶体结构的深入 研究将为开发新一代光学材料、存储材料及微波通信材料提供重要的指导作用。据研究，现 在已能用气相沉积法、溶胶凝胶法、超声波辅助等各种方法将 Al2O3、ZnO、TiO2等等附着到 蝴蝶翅膀的模板上，再经高温煅烧去除模板从而得到具有蝴蝶翅膀结构的各种新型材料。 蝴蝶翅膀的疏水性和其各向异性的浸润性，可用作防水表面处理和开发自清洁表面材料。 蝴蝶表面的自清洁性能在防雪、防水、防雾、防污染、抗氧化等工农业生产、人们日常生活 以及航天器、潜艇、雷达通讯等领域都有着极其广阔的应用前景。甚至在我们日常生活中， 不久的将来也可以用到这种先进的技术，比如我们的汽车玻璃，通过应用这种涂料可以保证 玻璃的清洁，免于被雨水灰尘等遮挡视线，从而提高安全系数。 蝶翅的保温性能也有很大的应用发展空间。模仿蝴蝶翅膀鳞片的瓦片状微结构，可以研 发性能良好的保温材料，用于诸如房屋，特别是寒冷地区房屋表面的处理，达到良好的吸热 性保温性，以节约能源。科学家们已通过蝶翅鳞片随温度自动变换角度吸收热能而调节体温 的启发，设计了人造卫星的控温系统。这种控温装置外形和百叶窗很相似，每扇叶片的两个 表面的辐射散热能力各不相同，一个极强，另一个却很弱。在每扇窗的转动位置安装有对温 度极其敏感的金属丝，随温度变化可调节窗的开合。当人造卫星直面强烈的太阳光照射时， 受热膨胀的金属丝就会使叶片张开，让辐射散热能力大的那个表面朝向太阳，帮助卫星散热 以降低温度；而当卫星位于地球的阴影区内，温度急速下降的时候，冷缩的金属丝会使叶片 闭合起来，让辐射散热能力小的那个表面暴露在太空中，抑制卫星的散热，从而保持了人造 卫星内部温度的恒定，避免内部精密仪器的损坏，解决了航天事业中的一大难题
4总结 任何材料优良性能现象的本质都源于其内部的结构。自然界中的动植物经过45亿年优 胜劣汰、适者生存的进化，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展，其形态与功能 之结合，已达到近乎完美的程度，令人惊叹！人类对于蝴蝶翅膀特殊结构功能的模仿与复制， 是利用自然原理来指导特殊材料制造的一种先进的材料研发方法，更是人类对于自然现象背 后本质的深刻认识，从而能够模仿自然，又进而在一定程度上超越自然。这种材料的研究方 法将结构与性能的协同互补有机结合，为新型结构功能一体化材料的设计、制备和加工提供 了新原理、新方法和新途径。更加重要的是，这种透过现象看本质的哲学思维方式在我们的 日常生活中亦是非常具有指导意义的。 参考文献 [1]Tong-Xiang Fan,Suk-Kwun Chow,Di Zhang,Biomorphic mineralization:From biology to materials,Progress in Materials Science,2009. [2]Y.Zheng,X.Gao,L.Jiang,Directional adhesion of super hydrophobic butterfly wings,Soft Matter,2007. [3]房岩王同庆孙刚丛茜：蛱蝶翅鳞片的超微结构观察，《昆虫学报》，2007年第3期。 [4)何敬敬周正基武四新：仿生合成具有蝴蝶翅膀结构的光阳极材料。 [5]徐琳丁建宁李伯全程广贵坎标：蝴蝶翅膀表面超微结构与浸润性机理分析，《江苏 大学学报》，2009年第4期。 [6]廖娜：基于生物模板的光子晶体材料的制备与性能研究，[硕士学位论文]华东师范大学， 2012年3月。 [7]王轲王景明江雷：蝴蝶翅膀表面水滴各向异性黏附性质，《高等学校化学学报》，2013 年第34卷。 [8]李忠东：源于蝴蝶翅膀的启迪，《大众科技报》，2010年11月9日。 [9]刘克松江雷：仿生结构及其功能材料研究进展，《科学通报》，2009年第18期。 [10]维基百科一一蝴蝶：http:/zh.wikipedia..org/wiki/%E8%9D%B4%E8%9D%B6 [11]百度百科一一光子晶体：http://baike.baidu.com/wiew/98845.htm
4 总结 任何材料优良性能现象的本质都源于其内部的结构。自然界中的动植物经过 45 亿年优 胜劣汰、适者生存的进化，使它们能适应环境的变化，从而得到生存和发展，其形态与功能 之结合，已达到近乎完美的程度，令人惊叹！人类对于蝴蝶翅膀特殊结构功能的模仿与复制， 是利用自然原理来指导特殊材料制造的一种先进的材料研发方法，更是人类对于自然现象背 后本质的深刻认识，从而能够模仿自然，又进而在一定程度上超越自然。这种材料的研究方 法将结构与性能的协同互补有机结合，为新型结构功能一体化材料的设计、制备和加工提供 了新原理、新方法和新途径。更加重要的是，这种透过现象看本质的哲学思维方式在我们的 日常生活中亦是非常具有指导意义的。 参 考 文 献 [1] Tong-Xiang Fan, Suk-Kwun Chow, Di Zhang, Biomorphic mineralization: From biology to materials, Progress in Materials Science, 2009. [2] Y. Zheng, X. Gao, L. Jiang, Directional adhesion of super hydrophobic butterfly wings, Soft Matter, 2007. [3] 房岩 王同庆 孙刚 丛茜：蛱蝶翅鳞片的超微结构观察，《昆虫学报》，2007 年第 3 期。 [4] 何敬敬 周正基 武四新：仿生合成具有蝴蝶翅膀结构的光阳极材料。 [5] 徐琳 丁建宁 李伯全 程广贵 坎标：蝴蝶翅膀表面超微结构与浸润性机理分析，《江苏 大学学报》，2009 年第 4 期。 [6] 廖娜：基于生物模板的光子晶体材料的制备与性能研究，[硕士学位论文]华东师范大学， 2012 年 3 月。 [7] 王轲 王景明 江雷：蝴蝶翅膀表面水滴各向异性黏附性质，《高等学校化学学报》，2013 年第 34 卷。 [8] 李忠东：源于蝴蝶翅膀的启迪，《大众科技报》，2010 年 11 月 9 日。 [9] 刘克松 江雷：仿生结构及其功能材料研究进展，《科学通报》，2009 年第 18 期。 [10] 维基百科——蝴蝶：http://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%9D%B4%E8%9D%B6 [11] 百度百科——光子晶体：http://baike.baidu.com/view/98845.htm