生物光(guang)(guang)子(zi)晶(jing)體(ti)(ti)，作為自然界(jie)中一種(zhong)精(jing)妙的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)結構(gou)(gou)(gou)(gou)材(cai)料，展現出對(dui)光(guang)(guang)波的(de)(de)(de)(de)調控(kong)(kong)能(neng)力。這(zhe)些(xie)晶(jing)體(ti)(ti)內(nei)部由周期性排列的(de)(de)(de)(de)微觀(guan)結構(gou)(gou)(gou)(gou)組成，能(neng)夠像人(ren)工合(he)成的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)學(xue)器(qi)件一樣操控(kong)(kong)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)傳播路徑和(he)特性。對(dui)于不同(tong)波長的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)線而言，生物光(guang)(guang)子(zi)晶(jing)體(ti)(ti)表(biao)現出選擇性的(de)(de)(de)(de)吸收與(yu)反(fan)(fan)射(she)特性：特定波段(duan)(duan)內(nei)的(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)線會(hui)被強(qiang)烈地反(fan)(fan)射(she)或散射(she)出去，形成鮮明的(de)(de)(de)(de)色彩效(xiao)應；而其余非共振頻段(duan)(duan)則(ze)可能(neng)相對(dui)透明或通過(guo)率較高。這(zhe)種(zhong)性質源于其精(jing)細(xi)的(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)(gou)(gou)尺寸與(yu)目(mu)(mu)標(biao)光(guang)(guang)譜范圍之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)匹配關系——當入(ru)射(she)波的(de)(de)(de)(de)半長等于結構(gou)(gou)(gou)(gou)中某些(xie)間(jian)距的(de)(de)(de)(de)兩(liang)倍(bei)時(shi)發生布拉格衍(yan)射(she)現象，導致該頻率段(duan)(duan)內(nei)的(de)(de)(de)(de)高強(qiang)度反(fan)(fan)光(guang)(guang)效(xiao)果。因此，通過(guo)調整(zheng)和(he)優化這(zhe)種(zhong)天然結構(gou)(gou)(gou)(gou)的(de)(de)(de)(de)參數設計可以實現對(dui)目(mu)(mu)標(biao)光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)(de)篩選與(yu)控(kong)(kong)制應用(yong)前景廣(guang)闊從仿生學(xue)到(dao)光(guang)(guang)電(dian)材(cai)料等領域(yu)均有(you)所涉(she)及(ji)并持續探索之(zhi)中。

生(sheng)物(wu)光(guang)子(zi)晶(jing)(jing)體(ti)與(yu)普通光(guang)子(zi)晶(jing)(jing)體(ti)相(xiang)比，主要存(cun)在(zai)以(yi)下(xia)幾個方(fang)面的(de)(de)(de)(de)不同：1.生(sheng)物(wu)光(guang)子(zi)晶(jing)(jing)體(ti)是(shi)自然界(jie)中某(mou)些生(sheng)命物(wu)質(zhi)內存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)(de)具(ju)有特(te)殊光(guang)學性(xing)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)納米結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)材(cai)料。這些結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)由(you)自然界(jie)的(de)(de)(de)(de)進化(hua)過(guo)程形(xing)成并(bing)(bing)優(you)(you)化(hua)至狀態；而(er)(er)(er)普通的(de)(de)(de)(de)光(guang)子(zi)晶(jing)(jing)體(ti)則更多是(shi)通過(guo)人工設(she)計(ji)和(he)制(zhi)造得(de)到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)功(gong)能(neng)性(xing)材(cai)料，其結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)和(he)性(xing)能(neng)可以(yi)根據需要進行調控和(he)優(you)(you)化(hua)。2.兩者都具(ju)備周期性(xing)排列的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)特(te)點以(yi)及(ji)由(you)此產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)光(guang)學效應——包括光(guang)的(de)(de)(de)(de)散(san)射、反射及(ji)調制(zhi)能(neng)力等(deng)(deng)。然而(er)(er)(er)不同的(de)(de)(de)(de)是(shi)，由(you)于(yu)自然選擇(ze)(ze)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)力使(shi)得(de)生(sheng)物(wu)光(guang)子(zi)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)結(jie)(jie)構(gou)(gou)(gou)設(she)計(ji)更加精妙且于(yu)特(te)定環(huan)境條件(jian)下(xia)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)存(cun)需求(qiu)(qiu)或偽裝策略等(deng)(deng)方(fang)面展(zhan)現(xian)(xian)出(chu)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)表現(xian)(xian)例如高度抗反射性(xing)能(neng)和(he)選擇(ze)(ze)性(xing)散(san)色能(neng)力等(deng)(deng)等(deng)(deng)；相(xiang)比之下(xia)普通光(guang)子(zi)晶(jing)(jing)體(ti)的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)則更多地(di)考量(liang)到(dao)(dao)了(le)人工應用(yong)場景下(xia)對于(yu)特(te)定波(bo)長范圍內電磁波(bo)調控需求(qiu)(qiu)。3.生(sheng)物(wu)光(guang)學材(cai)料因其生(sheng)物(wu)相(xiang)容性(xing)和(he)功(gong)能(neng)化(hua)優(you)(you)勢(shi)在(zai)生(sheng)物(wu)醫學成像、輸(shu)送系統以(yi)及(ji)組織工程等(deng)(deng)領(ling)域展(zhan)現(xian)(xian)出(chu)了(le)巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)應用(yong)潛(qian)力與(yu)價值空間，同時也為新型材(cai)料科學的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)提供了(le)重要啟示和(he)方(fang)向指(zhi)引作用(yong);而(er)(er)(er)普通光(guang)學品質(zhi)高且制(zhi)備成本低廉等(deng)(deng)特(te)點使(shi)得(de)它(ta)們在(zai)通信技術、傳感(gan)技術以(yi)及(ji)能(neng)源轉(zhuan)換等(deng)(deng)多個領(ling)域得(de)到(dao)(dao)了(le)廣泛應用(yong)并(bing)(bing)持續推動著相(xiang)關技術的(de)(de)(de)(de)創新和(he)發(fa)展(zhan)進程向前推進著。

稀(xi)有金屬離子生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)光(guang)子晶體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)成(cheng)(cheng)本(ben)是否高，是一個相對(dui)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。首先，從材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)角度來(lai)看，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)光(guang)子晶體(ti)有哪(na)些，稀(xi)有金屬本(ben)身的(de)(de)(de)(de)(de)(de)價格通常較(jiao)高，這(zhe)直接增加了(le)(le)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)獲取成(cheng)(cheng)本(ben)。此外，這(zhe)些材料(liao)在合(he)成(cheng)(cheng)過程(cheng)中可(ke)能(neng)需要(yao)特定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反應條件和催化(hua)(hua)劑等(deng)輔助物(wu)(wu)質(zhi)，這(zhe)也(ye)進(jin)一步(bu)推高了(le)(le)制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)。其(qi)次，生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)光(guang)子晶體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)制備(bei)(bei)方(fang)法往往涉及復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學合(he)成(cheng)(cheng)了(le)(le)自組裝過程(cheng)，這(zhe)需要(yao)高精度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)儀器設備(bei)(bei)和嚴格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)操作規范來(lai)確(que)保產(chan)品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)和穩定性。這(zhe)種(zhong)高度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術要(yao)求(qiu)和設備(bei)(bei)投入也(ye)間接提高了(le)(le)生(sheng)(sheng)產(chan)成(cheng)(cheng)本(ben)。同時，為了(le)(le)獲得具有良(liang)好結晶性和穩定性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)并(bing)滿足實(shi)(shi)(shi)際應用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu)還需要(yao)進(jin)行大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)驗和優化(hua)(hua)工作這(zhe)無疑又加大了(le)(le)研發成(cheng)(cheng)本(ben)和時間周期(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)長(chang)度。然而(er)值得注意(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是雖然初期(qi)投資較(jiao)大但隨(sui)著技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不斷成(cheng)(cheng)熟和規模(mo)化(hua)(hua)生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)(shi)現單(dan)位成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)降低也(ye)是有可(ke)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)因此不能(neng)一概而(er)論地認為其(qi)成(cheng)(cheng)本(ben)高昂而(er)應結合(he)具體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)規模(mo)和技(ji)術水平等(deng)因素進(jin)行綜合(he)評估(gu)。此外隨(sui)著科技(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)步(bu)和新技(ji)術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)未來(lai)或(huo)許(xu)會有更經濟的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法來(lai)降低成(cheng)(cheng)本(ben)提高生(sheng)(sheng)產(chan)效率從而(er)推動(dong)這(zhe)類(lei)新型(xing)功(gong)能(neng)型(xing)復合(he)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣(guang)(guang)泛應用(yong)和發展前景廣(guang)(guang)闊無限(xian)可(ke)期(qi)。