同步輻射是一種超高亮度的 X 光光源，能夠幫助科學家看到肉眼和一般顯微鏡都看不到的材料微結構。在仿生材料研究中，這項技術特別重要，因為大自然的材料往往有精巧的多層次結構，例如鳥羽毛的絢麗顏色、貝殼的堅韌層狀結構或骨骼的多孔網絡。

利用同步輻射的 3D 斷層掃描、小角散射與繞射和先進的成像技術，我們可以像拍微型 CT 一樣，看清楚這些結構的排列方式，甚至追蹤它們的自組裝過程。這些觀察幫助科學家學習大自然的設計原理，進而製造出具有特殊功能的仿生材料，例如不褪色的結構色塗層、輕而強韌的複合材料，甚至是可穿戴電子裝置的功能性軟材料。