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木材是一种天然且可再生的生物质材料,具有良好的结构与功能特性,其细胞壁经过长时间的进化,具有多层次分级多孔结构,且表面含有众多羟基,适合其它无机或有机材料与木材结合制备功能性异质复合材料。本研究选取具有对光或磁响应特性材料,采用多种方法将其与木材结合,制备出光响应或磁响应木材,在改良木材易燃、易腐朽、易变形、吸湿等缺陷基础上,尝试应用在木材的信息存储、传感器、防伪等高端智能领域。本研究根据仿生学原理,结合光或磁材料的属性和木材结构,在木材表面仿生合成了 Fe3O4、Ni-Cu-P、WO3、MoO3、有机光敏变色薄膜,深度剖析了异质复合材料的形成机理和光磁学性能。主要研究内容与结论如下:（1）以生物质壳聚糖修饰的木材作为模板,采用室温原位共沉积方法在木材表面沉积磁性Fe3O4纳米微粒。X射线光电子能谱（XPS）追踪到氨基与铁离子螯合前后氮原子结合能从399.28 eV升高到400.09 eV,暗含壳聚糖在本研究中起到“桥梁”作用,一边用于键合木材细胞壁,一边用于吸附金属离子,最终在碱性环境下生成磁性Fe3O4粒子。扫描电子显微镜（SEM）分析表明磁性Fe3O4均匀一致地沉积在木材细胞壁表面;X射线衍射（XRD）证明了 Fe3O4微粒为反式尖晶石结构;振动样品磁强计（VSM）表明合成的复合材料在室温下具有软磁性能,且可以通过控制前驱物的浓度来实现磁性强弱的调节。当铁离子浓度为0.4mol/L、1.2mol/L、2.0mol几时,饱和磁化强度Ms逐渐升高,分别为14.07 memu、54.05 memu、57.46 memu;剩余磁化强度Mr逐渐增加,分别为0.57 memu、1.46 memu、2.77 memu;矫顽力Hc 逐渐降低,分别为 17.02 Oe、14.54 Oe、14.29 Oe。（2）采取非钯（Pd）活化短流程化学镀方法,在木材表面创建导电且具有磁性Ni-Cu-P三元合金,用于屏蔽电磁波的干扰。重点研究了材料的化学组成与抗腐蚀的关系。结果证明镀液CuSO4、pH、外界温度能显著影响化学镀的进行。随着CuSO4浓度增加,反应速率变慢,单位时间内金属沉积率下降,表面电阻率升高;当增加pH或升高温度时,反应速率加快,单位时间内金属沉积率升高,表面电阻率下降。能谱（EDS）分析表明随着镀液中CuSO4浓度增加,镀层中Cu含量增加,Ni含量与P含量降低;随着pH增加,Ni含量和Cu含量增加,P含量降低;随着外界温度增加,Cu含量与P含量增加,Ni含量降低。Tafel曲线表明材料的抗腐蚀性能主要取决于镀层中Cu与P的总含量,高Cu与P含量有利于镀层耐腐蚀性的提高。X射线光电子能谱表明此磁性镀层主要以Ni、Cu、P单质共混存在;X射线衍射分析镀层为微晶态结构;在9 KHz～1.5 GHz范围内,此材料具有显著的磁响应功能,其电磁屏蔽效能（ESE）高于60 dB。（3）采用低温水热合成法在木材表面生长了片状的WO3晶体薄膜。作为诱导剂的乙醇在WO3晶体生长过程中,起到重要的调节作用。同时研究了反应时间、前驱物浓度对晶体形貌、结晶度的影响。拉曼光谱（RS）、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱（FTIR）证明了 WO3晶体成功键合在木材表面。随着反应时间的增加,晶体尺寸变大,结晶度升高;高前驱物浓度下制备的试件具有高的结晶度。在20%乙醇浓度下,木材表面生长的WO3薄膜由较高结晶度的2D纳米片组成,纳米片长度为580～957nm,厚度为80 nm。UV-vis结果表明20%乙醇浓度下制备的试件具有更好的光响应功能,在365 nm波长的紫外灯照射下,具有明显的光响应变色功能。润湿性测定结果表明WO3处理木材后的表面具有超亲水性能,在十八烷基三氯硅烷（OTS）处理后,该试件变为超疏水功能;原子力显微镜（AFM）分析表明光响应和疏水特性与木材表面微纳结构的粗糙度具有显著关系。（4）采用低温水热合成法,通过控制反应时间、前驱物浓度、pH值等因素,在木材表面成功合成了具有花状分级结构的三氧化钼（MoO3）晶体。X射线衍射分析结果表明MoO3晶体具有六方相结构,晶格参数为a=b=10.528 A,c=14.787A;扫描电子显微镜结果表明,在木材表面合成了 3D花状结构,这些花状结构是由厚度约2.0 μm,长约几个微米的许多六棱柱棒所构成。能谱（EDS）、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱分析了薄膜成分,并证明了 Mo:O原子比例接近1:3。紫外可见光结果表明木材表面生长的MoO3晶体薄膜具有显著的光刺激响应功能。根据K-M模型计算MoO3薄膜禁带宽度为2.98 eV,其变色机理可用双离子-电子注入/抽出模型来阐述。（5）采用溶胶凝胶法在木材表面构建一层有机光敏变色透明薄膜,这层薄膜是由光敏变色物质（PM）与聚乙烯醇（PVA）、糊精（DT）按照一定配比组成。表征了材料对太阳光与可见光的响应性能,材料的疏水性能。傅里叶变换红外光谱分析确认了薄膜与木材表面成功交联。扫描电子显微镜观察到由聚乙烯醇与糊精修饰后的光敏变色物质均匀一致的沉积在木材表面。在太阳光下,随着PM浓度从0增加到3.0%,薄膜色度指数（ΔE*）从3.7突然增加到58.2;当继续增加PM浓度至6.0%时,ΔE*几乎不发生改变。此外复合材料在太阳光与可见光下能实现可逆变色功能,其在太阳光下的平均成色时间为2.0 s,在可见光下的平均消色时间为5.7 s。材料横切面的成色时间与消色时间大于径切面或弦切面的时间。通过十八烷基三氯硅烷（OTS）修饰后,试件表面的润湿性从亲水性转换为疏水性。