自然界是動(dòng)植物的天堂，隨歷史發(fā)展的今天，自然界中某些生物體表面結(jié)構(gòu)也衍生出獨(dú)有特性。例如：超疏水性、減租性以及通結(jié)構(gòu)光導(dǎo)致的顏色特性。

材料表面技術(shù)及其應(yīng)用不斷迭代，模擬仿生學(xué)材料表面的需求也越來越多，這些表面特性本質(zhì)上是特殊的微納米結(jié)構(gòu)。制作微納米結(jié)構(gòu)的方式有：離子蝕刻、光刻、化學(xué)沉積、電化學(xué)等，但都方法復(fù)雜、制造成本高、無法產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的不利影響。

超快激光利用短脈沖，熱影響區(qū)域小，加工精細(xì)平滑，非接觸式加工無污染，靈活性高的特點(diǎn)，逐步在仿生材料表面制造領(lǐng)域大放光彩。

蝴蝶翅膀顏色效應(yīng)

生物界中蝴蝶的種類達(dá)14000多種其顏色千變?nèi)f化，蝴蝶翅膀的顏色的顯現(xiàn)原理更為特別。

生物的顯色一方面：由色素沉積導(dǎo)致著色，最常見就是人體皮膚，黑色素堆積皮膚顯暗或黑；

另一方面：由表面材料的微納結(jié)構(gòu)決定，稱之為結(jié)構(gòu)色，一部分蝴蝶翅膀就是因這一原理顯色。由于光與二維(2D)或三維(3D)周期微觀結(jié)構(gòu)之間的干涉導(dǎo)致了衍射和散射，因此即使沒有色素，無色材料也能顯示出不同的顏色。如下圖：

加工領(lǐng)域應(yīng)用：MOPA激光器加工不銹鋼激光打彩、超快飛秒激光器玻璃激光炫彩。

鯊魚皮泳衣結(jié)構(gòu)減阻

鯊魚皮泳衣并非真的由鯊魚皮制作而成，而是通過鯊魚皮的結(jié)構(gòu)制作的仿生材料。鯊魚皮泳衣研發(fā)4代產(chǎn)品，在2000年奧運(yùn)會(huì)中大方光彩，運(yùn)動(dòng)員一舉拿下多枚獎(jiǎng)牌。減阻是減少物理運(yùn)動(dòng)中能量消耗最直接的方法，受到鯊魚皮結(jié)構(gòu)的啟發(fā)，微小的凹槽可以有效減少摩擦阻力。墊付了傳統(tǒng)“越光滑，阻力越小”的思維。生物界中同類例子：鳥類初生羽毛具有類似的凹槽形狀結(jié)構(gòu)，可以減少飛行或狩獵時(shí)的摩擦。

工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域：魚雷、船體表面材料激光改性

花瓣超疏水表面

花瓣超疏水表面有微乳頭，使表面與液滴的接觸角大于150°。空氣被困在微乳頭和微乳頭共同作用，提升液滴，使表面超疏水。

液滴可以附著在某些超疏水表面，如圖所示的玫瑰花瓣，稱為“花瓣效應(yīng)”。相比之下，當(dāng)液滴在其他超疏水表面時(shí)，表面只需要傾斜一個(gè)很小的角度(小于5°)就可以使液滴脫落。這種超疏水表面具有自清潔性能，可用于制備自清潔表面。自然界中最典型的例子就是荷葉表面的“荷花效應(yīng)”。“花瓣和荷葉都有相同的微乳頭，上面附著著更小的納米折疊物，但它們的表面對(duì)液滴的粘附性不同。”

激光加工材料表面，對(duì)微納結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工改造的工藝，仍在研發(fā)階段，在實(shí)際批量化應(yīng)用中存在困難，待繼續(xù)挖掘攻克。