中科院突破光学超材料量产难题 卷对卷打印降本增效

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难道你还在为光学材料成本高昂、制造困难而发愁吗？这回中国的科学家带来了一种名为“光子织物”的印刷术。

人民网北京4月23日电 ，记者是赵竹青。4月22日 ，有一项光学超材料制备突破性成果 ，是由中国科学院化学研究所宋延林研究员团队联合新加坡国立大学仇成伟教授团队完成的 ，它在线发表于国际学术期刊《自然》。该研究开创了卷对卷增材纳米打印技术 ，破解了一个长期困境 ，这个困境是光学超材料低成本 、规模化 、个性化量产难以兼顾。

光学超材料被称作人类“主动设计光”的起始点，其宛如一块精心编织而成的“光子织物”，借助人工设计的精细几何结构，针对光的透射、反射、散射、衍射等传播行为以及相位、偏振等特性予以精准调控，达成光的偏转、隐身、聚焦、全息成像等一系列天然材料难以达成的光学功能，所以在成像、计算、通信和能源等多个领域推动着技术变革。

然而，其研究跟应用依旧面临着两大制约瓶颈，其一，研究一般都局限于单一尺度结构，致使材料功能受到限制，性能调控维度不够充足！其二，制备颇为依赖光刻等精密加工技术，效率比较低，成本比较高，制备周期比较长，难以达成大规模、低成本制造，对实用化进程造成了严重的制约。

鉴于上述技术阻滞点，研究团队于材料结构这一方面，以及制造工艺这一领域，两方面同步展开突破行动句号。

在结构设计方面，他们制造出一种微米尺度半球形结构，该结构由周期性纳米晶格构成，借助光子晶格和光学界面耦合作用被协同一起，可以针对多尺度下面的光学传输行为实施精准调控，致使单元结构展现出丰富的色彩变幻，就好像万花筒一样“一转千色”。

在制造的这个环节之中，有一种工艺，即团队所研发出来的高通量按需打印与卷对卷连续制造工艺，它呈现出这样的一种状态，犹如报纸印刷那般，会把柔性基材，从一个滚筒开始，持续不断地输送到另外一个滚筒之处，然后连续不间断地去完成处于纳米级精度下的打印成型工作，而这样的一项技术，能够做到将那些低成本的聚合物纳米材料，迅速地制备成为单像素性能定制的光学超材料，最终达成跨越多个尺度的精准制造。

《自然》期刊的审稿人是这么来评价这项工作的，啥评价呢，就是说稿件所呈现出来的结果实在是太有意思了，而其所开发的那种可打印超组装策略呢，是新颖的并且还具有吸引力。

宋延林研究员讲道，这项成果呈现出材料科学、微纳光学跟先进制造的深度交叉融合，未来会在光子信息、防伪成像、精密医学传感、绿色光子能源等关键领域，展示出广阔的产业化前景。这表示着，自实验室迈向工厂和市场的“最后一公里”已被打通出来，曾经昂贵且稀缺的光学超材料，很快就会像报纸那样被轻易“印刷”出来，步入我们的日常生活之中。

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