新工艺让光学超材料制备变得简单高效

　　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。