近年来生物结构色在材料学、生物学、物理学等领域引起了广泛关注,相对彩色结构色而言关于宽带反射产生的白色结构色的研究与报道较少。而研究自然界生物微观结构宽带反射产生白色的机理,可为人工仿生制备热调节、光调节功能材料提供启迪,在精密光学仪器、降温涂层等诸多领域有着广泛的应用前景。本文聚焦自然界中白色蝴蝶,研究其鳞片微观结构与光学反射光谱的关系,选出具有显著宽带反射特性的蝴蝶,探究其热调控效应,为高效控温材料的研究提供重要启迪,并建立其蝶翅鳞片微观结构3D模型通过FDTD有限元软件分析其宽带反射产生白色机制。本文的具体研究结果如下:一.选取8种不同品种的白色蝴蝶鳞片进行了可见光波段的光谱及形貌表征的对比分析,得到了宽带反射效果最显著的蝴蝶为尖翅银灰蝶,并进一步对尖翅银灰蝶进行了中红外光谱测试及降温特性测试,结果表明:其对中红外光有降低反射的作用,符合选择性辐射器的特征;并且覆盖白色鳞片比无白色鳞片的尖翅银灰蝶蝶翅表面的最高温降低了约5℃。二.通过光学显微镜观察到尖翅银灰蝶单个鳞片滴加溴仿前后颜色发生变化,从鲜明的彩色条纹转变为无色,且多层鳞片叠加后,鳞片上的彩色条纹逐渐变淡转为白色且亮度逐渐提高,表明尖翅银灰蝶白色结构色产生的原理是颜色混合,并通过FDTD模拟得到验证。进一步通过FDTD模拟分析蝶翅微观结构各个组成部分对宽带反射的影响,将鳞片的宽带反射结构简化为由上层圆弧形且厚度变化的层、中间厚度变化的空气层和平板底层三层材料组成的结构,提出了更易于制备的3D模型。