如果光學超材料能像報紙一樣被“印刷”出來,世界會怎么樣?《自然》雜志22日在線報道了一項光學超材料低成本規模化制備的新突破。來自中國科學院化學研究所等單位的科研人員,成功研發出一種卷對卷納米打印技術,使光學超材料的生產變得像印報紙一樣簡單高效,徹底告別“高成本、低效率”困境。

  光學超材料被譽為下一代光電子、通信與成像技術的“底層基石”。不同于普通材料只能被動折射或反射光,光學超材料被形容為精心編織的“光子織物”,能靠人工設計的微納結構,精準調控光的傳播路徑,讓物體呈現不同色彩,甚至在光下悄然“隱身”。

  “然而,這類材料的制備長期依賴光刻等精密加工,不僅成本高、速度慢,還難以實現個性化定制,極大制約了其應用進程!闭撐耐ㄓ嵶髡摺⒅袊茖W院化學所研究員宋延林告訴記者。

  此次,科研人員設計了一種由納米晶格堆疊而成的微米半球單元,通過調整晶格排列,就能讓單個像素點變幻出不同顏色。更關鍵的是,他們自主研發的卷對卷增材打印設備,能用低成本的聚合物材料,通過柔性基材滾筒輸送、連續打印成型工藝,在納米精度下快速制備跨尺度光學超材料,還能為每個像素單獨定制光學性能,一舉解決低成本、規;、個性化量產難以兼顧的世界性難題。

  《自然》審稿人對此評價道:這篇稿件的結果太有意思了,所開發的可打印超組裝策略新穎而且有吸引力。宋延林表示,這項成果實現了材料科學、微納光學與先進制造的交叉融合,未來團隊將圍繞“微納融合,印刷制造”理念,繼續開發新一代光學傳感芯片,推動相關技術在柔性顯示、醫學傳感、綠色能源等領域落地應用。

編輯:冀文超
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