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新工艺让光学超材料制备变得简单高效
2026年04月23日 14:26:38
来源：化工仪器网 点击量：4681
光学超材料是人工设计、具备天然材料所不具备的超常光学特性的人造复合材料，被认为是下一代光电子、通信与成像技术的“底层基石”，然而，光学超材料的制备却面临诸多问题，但中国科学院化学研究所等单位的科研人员针对这一难题给出了解决方法。
光学超材料是人工设计、具备天然材料所不具备的超常光学特性的人造复合材料。不同于普通材料只能被动折射或反射光，光学超材料通过精密人工排布纳米尺度结构单元，能实现对光的传播方向、相位、色彩的精确调控，达到隐身、超透镜成像等效果，被认为是下一代光电子、通信与成像技术的“底层基石”。
然而，光学超材料的制备却面临诸多问题。首先，这类材料依赖光刻等精密加工技艺，这一方面提高了其生产成本，降低了其生产效率；另一方面也限制了其实现个性化定制，约束了其适用的范围。
而就在近日，针对这一难题，中国科学院化学研究所等单位的科研人员给出了解决方法。
据悉研究人员设计了一种由纳米晶格堆叠而成的微米半球单元，通过调整晶格排列，多维度调控光线穿过时的状态，从而使每一个结构单元都能变幻出不同颜色，呈现出万花筒般绚丽的光学效果。
在此基础上，为了实现规模化制备，研究团队还研发了一种卷对卷增材打印设备，可以使用低成本的聚合物材料，通过柔性基材滚筒输送，像报纸印刷一样进行连续打印成型，在纳米精度下快速制备跨尺度光学超材料。并且这种加工方式，可以为每个像素单独定制光学性能，同时满足低成本大规模制备和个性化生产两点要求，让光学超材料的生产“像印报纸、书刊一样简单高效”。
此外，柔韧性与环境稳定性也是这种超材料所具备的优势。未来，该技术有望用于柔性可穿戴光学器件、高灵敏传感芯片、防伪成像、精密医学传感及绿色光子能源等领域，为我们的生活带来改变。而针对该技术，包括《自然》杂志在内，多家媒体都给出了高度评价。感兴趣的读者可以自行查阅学习。
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