在气体污染日益严重的形势下，对于有毒有害气体的检测至关重要，但是目前的气体传感器还存在稳定性较差、选择性不高、灵敏度低等诸多缺点。红外气体传感器是一种利用气体浓度与吸收强度的关系，基于气体分子对近红外光有吸收特性，并且不同气体分子吸收强度不同，鉴别气体组分并确定其浓度的气体传感装置。它与其它类别气体传感器如半导体式、催化燃烧式、电化学式等相比具有使用寿命长、维护成本低、灵敏度高、适合气体多、稳定性好、性价比高、可在线分析、应用广泛等一系列优点。目前，寻求最合适的红外气体传感器敏感元件成为研究的热点。蝴蝶翅膀鳞片的特殊结构使其具有独特的结构色，这种结构对外界环境的敏感性及其机理应用已经成为科学家研究的热点。本文通过对具有结构色的四种典型蝴蝶翅膀鳞片对外界环境敏感性对比分析，确定出对最具敏感性的蝴蝶结构；研究其对气体的敏感特性，并分析其对液体、气体敏感机理，以及开展仿蝴蝶翅膀鳞片结构的制备试验，主要内容及结论包括：选择具有典型结构色的大蓝闪蝶（Morpho Menelaus）、红颈鸟翼蝶(Trogonoptera）、天堂凤蝶（Papilio Ulysses）、小天使凤蝶（Papilio palinurus）四种蝴蝶。首先通过对四种蝴蝶翅膀的结构分析，发现其各自具有光子晶体结构，再通过测试四种蝴蝶对乙醚、乙醇的敏感性，发现四种蝴蝶翅膀对乙醚、乙醇具有不同程度的敏感特性，并且在乙醚、乙醇挥发后，蝴蝶翅膀鳞片恢复原来的颜色，而且蝴蝶翅膀鳞片依旧对乙醚、乙醇具有敏感性能，其中大蓝闪蝶、天堂凤蝶蝴蝶翅膀鳞片对乙醚、乙醇敏感特性较为明显，红颈鸟翼蝶、小天使凤蝶蝴蝶翅膀鳞片对乙醚、乙醇敏感特性相对较弱；其次通过对比四种蝴蝶鳞片对水蒸气的敏感性，发现天堂凤蝶、小天使凤蝶蝴蝶翅膀鳞片对水蒸气敏感特性不具重复特性；大蓝闪蝶翅膀鳞片对乙醇、乙醚液体及水蒸气的敏感性最强，且具有重复特性，所以确定大蓝闪蝶蝴蝶翅膀鳞片为气体敏感元件研究原型，最后测试大蓝闪蝶蝴蝶翅膀鳞片对水蒸气、乙醚气体、乙醇气体以及二氧化碳的敏感性能发现，其敏感性能具有周期性。并采用多层薄膜干涉理论对敏感性能进行机理分析，其计算结果与试验结果一致，说明了蝴蝶翅膀鳞片的多层结构是导致其气体敏感的根本原因。再通过Translight模拟软件对蝴蝶翅膀鳞片的气体敏感性进行理论验证，模拟结果与理论计算结果、试验结果高度一致，这也证明了多层薄膜干涉理论分析其蝴蝶鳞片气体敏感特性的正确性。蝴蝶翅膀鳞片对气体具有高敏感特性，如果能够完成蝴蝶翅膀鳞片结构并将其应用在气体传感器中，将会大大提高气体传感器的应用价值。以大蓝闪蝶翅膀鳞片为模板，采用生物模板法复制大蓝闪蝶翅膀鳞片得到其倒置结构。通过大蓝闪蝶翅膀鳞片对气体的敏感性及其结构的制备的研究，为蝴蝶翅膀鳞片微纳结构仿生制造在气体检测传感器的应用提供了指导。