本文關鍵詞：磁鐵礦、菱鐵礦和四方纖鐵礦的合成及其生物礦化意義，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《上海交通大學》 2014年

蝴蝶多鱗片轉移及在功能材料制備中的應用研究

田新春  

【摘要】：生物材料構成了我們這個世界多樣的生物種群。它們在擔任生物成分的同時，還肩負了很多重要的生物功能。利用先進的材料表征技術，研究人員發(fā)現生物材料所具有的這些性能不僅是其化學成分的作用，還有其微觀結構的貢獻。這些結構往往具有多成分、多尺度、多維度和復雜、精細的特點，而在過去的幾十年間成為了一個熱門的研究課題，并不斷有新的成果出現。 近年來，蝴蝶翅膀鱗片所具有的分級精細結構也成為生物材料的一個研究熱點。這種結構所表現出來的優(yōu)異光學性能，為探索新的光功能材料、制備以光子為載體的信息器件提供了新思路。圍繞蝴蝶鱗片制備光學器件、光伏材料和傳感器等功能材料或器件的工作已被報道了很多。然而在大面積應用蝴蝶鱗片上仍有一些問題亟需解決，其中之一就是如何有效地轉移并固定大量鱗片到基板上來實現器件化并后續(xù)加工中保持結構的完整。本論文利用化學鍵強度大于范德瓦爾斯力和氫鍵這一事實以及鱗片上下結構的不對稱性，借助乳膠膜的粘性，實現了大量鱗片的轉移。并以制得的鱗片陣列為模板，制備了具有分級納米結構的ZrO2和具有宏觀尺度的分級結構Au膜。主要研究內容如下： 1.以Sasakia charonda蝴蝶為例，利用鱗片本身上下結構的不對稱性，以玻璃為媒介，將兩種不同的鱗片轉移到硅片表面，并通過溶膠凝膠法和燒結處理，獲得了大量分級納米ZrO2材料，對轉移原理和復制結構的微觀形貌進行了表征和分析； 2.以Morpho menelaus蝴蝶為例，利用翅膀上兩種鱗片成分的不同，以乳膠膜為媒介，將重疊的兩種鱗片分開，再通過構筑化學鍵將鱗片轉移并固定到石英片表面。通過無電沉積方法，獲得了具有三維精細結構的宏觀連續(xù)Au膜，，對轉移原理和Au膜微觀結構及表面拉曼增強性能進行了表征和分析； 3.以制得的Morpho蝴蝶鱗片陣列為例，通過拉伸乳膠膜的方式直接調節(jié)鱗片的結構色，分析了其在調節(jié)鱗片結構色方面的應用，并討論了該鱗片陣列作為光子陣列在多氣體檢測和熱成像等領域的應用前景。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.08;TB34
【目錄】：

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本文編號：223017