JBE封面故事 | 灰蝶翅膀鳞片色彩的动态调控

学术   2024-10-19 08:31   上海  

JBE封面故事


蝴蝶颜色来源于其翅膀表面鳞片的精巧结构,大多数针对结构色的研究聚焦于覆鳞(cover scale)的静态光学;而动态光学在探索光学机制、功能材料和器件开发方面具有重要意义。


为了深入解析蝴蝶鳞片色彩动态变色的机理,在本期 Journal of Bionic Engineering《仿生工程学报》中,天津师范大学、中国科学院理化技术研究所、上海复享光学股份有限公司、复旦大学及澳大利亚阳光海岸大学等科研人员合作研究了俩种灰蝶(Plebejus argyrognomon和Polyommatus erotides)翅膀鳞片在多个方向上的动态变色机理。分析了覆鳞、基鳞、香鳞的光学特性以及鳞片倾斜角度对光学特性的影响。


封面图片描绘的是该研究发现的灰蝶翅膀在四个方向上不同旋转角度下的光学图像,三层鳞片的非同步弯曲导致了暴露在空气中的区域产生差异,从而产生随观测角度或旋转角度的动态色彩调节。该研究结果有望加深对生物变色复杂特性的理解,并为仿生柔性变色材料的制备提供新的灵感,特别是那些旨在扩大信号范围或在不同方向上显示变色的领域。

Dynamic Color Regulation of the Lycaenid Butterfly Wing Scales

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作者简介

通讯作者

梁爱萍

天津师范大学讲席教授、博士生导师,国家杰出青年科学基金获得者;曾长期就职于中国科学院动物研究所,历任研究员和中国科学院特聘研究员。研究方向为昆虫系统学与进化。


王京霞

中国科学院理化技术研究所研究员,博士生导师,中国科学院大学岗位教授。加拿大阿尔伯塔大学Mike Serpe 教授课题组访问学者,已经发表SCI科研论文100余篇。多项研究成果被Willy Materials view, RSC website, Small Journal, NPG Asia Materials重点报道。主要研究方向包括浸润性调控功能性光子晶体(功能性液晶材料)制备及在传感、驱动方面应用研究、宽温域蓝相液晶制备、相变过程及激光性能研究。

第一作者

孙明霞

博士毕业于中国科学院动物研究所,目前就职于天津师范大学生命科学学院,硕士生导师。天津师范大学“引进高层次人才团队”成员之一,德国基尔大学Stanislav N. Gorb教授课题组访问学者,国际仿生工程学会青年委员会委员。主要研究方向为功能性生物表面的润湿、黏附、光学性能,功能形貌的微纳米结构及生物力学,结构和功能的演化,生物模拟与仿生,行为学。


孟维豪

本科就读于北京航空航天大学化学学院,并于中国科学院理化技术研究所取得博士学位,主要研究方向为光响应智能窗材料的开发与应用。

第二作者

殷海玮

本科就读于北京航空航天大学化学学院,并于中国科学院理化技术研究所取得博士学位,主要研究方向为光响应智能窗材料的开发与应用。

第三作者

范灵杰

本科就读于北京航空航天大学化学学院,并于中国科学院理化技术研究所取得博士学位,主要研究方向为光响应智能窗材料的开发与应用。

第四作者

石磊

复旦大学物理学院教授,博士生导师,曾获选教育部“长江学者”特聘教授,上海市优秀技术带头人和“东方学者”特聘教授,上海微纳制程智能检测工程中心副主任。主要研究方向为光子晶体光场调控、微纳制程光学量测、光学逆问题。以第一或通讯作者发表学术论文40余篇,授权发明专利9项。

第五作者

Gregory S. Watson

Senior Lecturer, School of Science, Technology and Engineering, University of the Sunshine Coast, Queensland, Australia. Dr Greg Watson’s teaching and research is multi-disciplinary resulting in a broad teaching profile and papers published in Biology, Chemistry, Physics, Engineering, Medical and Teaching journals/books. He has taught a broad range of subjects (over 30) at the undergraduate and postgraduate level ranging from Nanoscience to Photography for Ecologists.

第六作者

Jolanta A. Watson

Senior Lecturer, School of Science, Technology and Engineering, University of the Sunshine Coast, Queensland, Australia. Dr Jolanta Watson is a biophysical and material scientist (utilizing multi-disciplinary science) interested in probing the functions of materials found in nature and their potential in solving human problems. Dr Watson has expertise in Scanning Probe Microscopy (with two books published on this subject), surface science, nanoscience, biophysics, biomimetics and biology/entomology, with a focus on the micro/nano scale.



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