随着温室效应的日益加剧,全球变暖已经是不可避免的环境问题之一,对降温的需求也将越来越高,但目前在生活中或者工业上的降温基本依赖空调消耗大量能源的等主动冷却的方式来解决,同时化石能源仍然是主要的供能手段,这持续加重了能源短缺与环境问题。辐射冷却和光催化分别是解决降温需求和能源问题的最佳途径之一。但是目前日间辐射冷却材料面临降温效果不强,限制条件多且结构复杂难制备的问题,光催化方面同样面临效率低下的问题亟待解决。这两者均涉及到材料与光之间的相互作用,在自然界中,形形色色的生物在地球上经过了上亿年的进化,多数都已经形成了能够适应环境生存形态,因此,师法自然,通过筛选合适的生物结构能够有针对地提高材料对光的调控。本研究分别以蝉（盈江蟪蛄）体表绒毛和硅藻（Coscinodiscus sp）作为仿生对象,通过时域有限差分FDTD光学模拟软件研究微结构与光之间相互作用的影响机制,揭示蝉的绒毛结构对增强可见光反射以及硅藻的分级多孔外壳增强可见光吸收的基本原理,并进一步优化结构后,经由电子束刻蚀、紫外光刻、纳米压印等微纳加工手段将优化的结构合成制备出来,采用多种表征手段包括测试吸收光谱、可见近红外反射光谱、光催化还原二氧化碳测试、实际降温测试等验证了蝉体表绒毛和分级多孔硅藻外壳微结构的作用。制备的优化的仿生蝉体表绒毛结构体系在日间能够最高降温7℃,这其中一方面归功于结构提升了可见近红外反射,同时使用三氧化二铝复合二氧化硅使得材料在大气窗口波段（8-13μm）的红外吸收率达到90%以上,有效地增强了材料的辐射冷却性能,在结构与材料的共同作用下,该体系能够有效地实现日间降温。制备优化后的硅藻结构,在紫外等照射下,与粉状样品相比,人工硅藻结构在光催化还原CO₂性能当中使得CO和CH₄的产率分别增加了2.8倍和2.3倍;且该合成加工方式可以同样应用于其他常见的光催化材料,此研究为构筑精细的仿生结构提供了一个思路和方法。