結(jié)構(gòu)色成色機理與制備方法研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)色起源于自然光與微結(jié)構(gòu)的相互作用，通常呈現(xiàn)于諸如干涉、衍射和散射等光學(xué)現(xiàn)象之中。生物體結(jié)構(gòu)色的研究具有重要意義，因為它不僅能揭示自然界中許多有趣的調(diào)控顏色的方式，同時也可以在光子結(jié)構(gòu)的設(shè)計和制備方面給予我們很多啟示。在這篇論文之中，我們研究了家鴿的虹彩羽毛、鸚鵡的非虹彩羽毛和中國古代瓷器乳光釉的結(jié)構(gòu)色起源。另外，我們還在以鸚鵡羽毛微結(jié)構(gòu)為模板制備反光子結(jié)構(gòu)和利用分相方法制備光子結(jié)構(gòu)等方面展開了討論。
　　 這篇論文由六個章節(jié)

2、組成。在第一和第二章中，我們簡單介紹了結(jié)構(gòu)色及其研究的理論與實驗方法。
　　 在第三章中，我們研究了家鴿頸部虹彩綠色與虹彩紫色羽毛的結(jié)構(gòu)色起源。我們發(fā)現(xiàn)，綠色和紫色小羽枝都是由角蛋白外皮層包裹由黑色素顆粒堆積而成的髓質(zhì)層構(gòu)成。結(jié)構(gòu)色來自于角蛋白外層的薄膜干涉效應(yīng)，而髓質(zhì)層則起到了粗糙的反射鏡的作用。不同厚度的角蛋白外層表皮具有不同的虹彩色。我們發(fā)現(xiàn)，當觀察角度增大時，虹彩綠色小羽枝的顏色由綠色變?yōu)樽仙６喾吹?，虹彩紫色小羽枝?/p>

3、顏色由紫色變?yōu)榱司G色。這種相反的虹彩效應(yīng)可能提供了某些生物功能。
　　 在第四章中，我們系統(tǒng)地研究了鸚鵡藍色、綠色和黃色羽毛的成色機理。我們發(fā)現(xiàn)羽毛的藍色純粹來自于羽枝中的海綿狀微結(jié)構(gòu)，而綠色和黃色是由海綿狀微結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的散射加上表皮中的色素吸收混合而成。研究發(fā)現(xiàn)海綿狀微結(jié)構(gòu)具有的是非晶金剛石構(gòu)型，并由此產(chǎn)生了明亮的結(jié)構(gòu)色。由此，我們還探討了非晶金剛石結(jié)構(gòu)的拓撲與光學(xué)特性。
　　 在第五章中，我們展示了以鸚鵡羽毛微結(jié)構(gòu)為模

4、板的反結(jié)構(gòu)制備。我們得到了兩種非晶金剛石結(jié)構(gòu)：一種基于SiO2，另一種則基于TiO2。這些合成結(jié)構(gòu)都具有顯著的結(jié)構(gòu)色。對結(jié)構(gòu)的分析表明，基于SiO2的微結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)特征上優(yōu)于基于TiO2的微結(jié)構(gòu)。這些人工結(jié)構(gòu)將是進一步研究非晶金剛石結(jié)構(gòu)光學(xué)特性的基礎(chǔ)。
　　 在第六章中，我們研究了中國古代瓷器，包括元代鈞窯瓷器和宋代汝窯瓷器的藍色乳光釉的顏色起源。研究結(jié)果表明乳光藍色來自于瓷器釉層的微結(jié)構(gòu)。在瓷器的燒制過程中，由于失穩(wěn)分解，釉層中