绿带翠凤蝶蓝色鳞片微纳结构模型优化设计

史　迎， 邬文俊

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

绿带翠凤蝶蓝色鳞片微纳结构模型优化设计

史迎， 邬文俊

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

[摘要]从微纳结构出发，选取与闪蝶呈现出相同色彩的绿带翠凤蝶蝶翅为研究对象，提出一种便于制造的优化设计方法。利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等分析工具，对绿带翠凤蝶后翅蓝色鳞片结构进行实验研究，对比分析其表面结构和横截面结构，提取结构参数，建立层状和塔状仿真模型，将仿真数据与实际测试数据对比分析，建立一种既能与测试数据相吻合又能节约成本的棱纹状约束模型，为后续仿生微纳结构应用于制造提供理论参考。

[关键词]微纳结构； 优化设计； 结构参数

微纳米结构材料是一种倍受关注的新型结构材料，而仿生微纳结构更是引人瞩目。耶鲁大学R.O.Prum教授确定了蝶翅鳞片内部的空间结构，将微纳结构的研究带入了一个新的时代；新加坡科学技术研究局的H.Y.Low小组利用光刻技术制造出了具有微纳结构的聚碳酸酯薄膜[1]。在国内，上海交通大学张荻教授课题组采用浸渍方法研究出具有生物蝶翅功能特性的三维结构氧化物。然而，目前的仿生制造都很难避免成本高、工艺复杂的不足，使得微纳结构的应用难以迈出实质性的一步。因此，设计出一种低成本、便于制造的微纳结构模型十分必要。本研究利用绿带翠凤蝶特有的微纳结构，建立了三维结构模型，为微纳结构的制造提供借鉴。……