項目類別：國家自然科學基金
參與人員：楊樹
起止日期：2015-2017
利用自然界中的生物結構色機理，可以幫助我們實現隱身材料的設計。長期以來，隱身材料大多依靠涂層來實現，這樣的隱身材料不僅隱身效果不佳，而且涂層容易脫落，隱身效果不夠持久。如果能夠掌握材料的微結構與其顯示的光學特征之間的規律，那么通過設計材料的微結構，來調控光線在其中的傳播，從而實現材料在光學上的可變或隱身，這種隱身效果會更為優越和持久。 本研究通過仿生學的手段，借助對自然界生物結構色的機理進行深入研究，并嘗試利用納米材料在紡織品上構造人工光子晶體，形成一系列結構可調、顏色可變的新型偽裝材料。本研究結果將在國防、工業等領域具有較為廣闊的實用前景。具體做了以下工作，并得到一些結果。 （1）分析了蝴蝶翅膀鱗片、鳥類羽毛等納米結構特征，獲取到了其結構特征和光學特性之間的對應關系； （2）通過膠體動力學計算，定量預測了膠體小球自組裝最佳工藝條件，節省實際大量自組裝實驗的時間和成本。 （3）獲得了在不同面料（天然纖維和化學纖維）的織物表面構造光子晶體的最優工藝條件，并在織物表面實現可控、大規模、高質量的自組裝。 （4）明確掌握了織物表面光子晶體的晶格參數與其帶隙對應波長的關系。 （5）制備得到了在紫外光波、可見光波、紅外光波等多個波段的偽裝（防護）織物。