由外而內(nèi),看透你的“眼”——蝶-蛾復(fù)眼顯微結(jié)構(gòu)及其納米點(diǎn)陣減反特性探索研究.pdf

1、自然界生物體們所利用的納米尺度結(jié)構(gòu)被證明是一種較為理想的增黑結(jié)構(gòu)。自然界中存在某些特殊的納米點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的例子，其微觀結(jié)構(gòu)特征對于我們的研究工作有重大意義。復(fù)眼結(jié)構(gòu)就是其中非常著名的一種。蝶/蛾復(fù)眼顯微結(jié)構(gòu)的研究和仿生應(yīng)用是生物、物理和材料等領(lǐng)域共同關(guān)注的研究熱點(diǎn)。很多蝴蝶/蛾子利用近似正六邊形的小眼面組織和小眼面上納米圓形突起的點(diǎn)陣陣列來形成一種減反射的涂層，以減少他們自身的復(fù)眼反射。
　　受其啟發(fā)，本研究中我們采用了最高溫度為55

2、0℃的真空燒結(jié)工藝復(fù)制了蝶/蛾復(fù)眼的納米點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，與碳材料本身物性相耦合，從而得到了具有高效減反結(jié)構(gòu)的新型超黑碳材料，來進(jìn)一步提高普通碳材料的光捕獲效率，從而為提高材料的光學(xué)性能提供了一種新的設(shè)計(jì)思路和制備途徑。
　　我們通過熒光顯微鏡、KEYENCE三維顯微鏡、SEM、EDS、拉曼光譜分析、反射光譜分析等方法，分別對蝶/蛾原始復(fù)眼與碳化復(fù)制產(chǎn)物進(jìn)行了系列表征工作，并測試了碳化樣品的減反射性能。結(jié)果表明，復(fù)制體很好地保留了原始蝶/

3、蛾復(fù)眼的兩級微觀結(jié)構(gòu)的幾何學(xué)特征，無論是原始復(fù)眼表面密布的近似正六邊形的小眼面，還是每個(gè)六邊形小眼表面的納米圓形突起的點(diǎn)陣陣列；并且，和無結(jié)構(gòu)焙燒的碳相比較，具有納米點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的碳材料對整體光的反射損失明顯減少，在近紫外-可見-近紅外光波段的吸收性能提高明顯，能夠更好地減少反射以及改善光子收集效率。碳化之后的復(fù)制體不僅很好地保留了原始復(fù)眼的幾何學(xué)形態(tài)特征，還強(qiáng)化了碳材料的超黑性能。
　　通過蝶/蛾復(fù)眼碳化制備高效減反性能材料，自然啟