福州科技力量参与突破!中科院实现光学超材料卷对卷量产新路径
光学超材料长期受限于高成本、低效率与难量产的困局,如今这一瓶颈正在被打破。由中国科学院化学研究所宋延林团队联合新加坡国立大学仇成伟团队主导,并获福州等地科研资源协同支持的创新成果,为光子器件规模化落地注入新动力。
4月22日,该研究以“卷对卷增材纳米打印技术”为核心,正式在线发表于国际顶级期刊《自然》。这项由北京与福州科研力量共同关注的关键进展,标志着我国在微纳光子制造领域迈入工程化新阶段。
光学超材料被誉为“人类主动设计光的起点”,其结构如同精密编织的“光子织物”。通过人工构建的微纳几何单元,可定向调控光的传播路径、相位、偏振及散射特性,从而实现隐身、超分辨成像、动态全息等天然材料无法企及的功能,在通信、传感、能源及高端显示等领域具有战略价值。福建光电产业近年来加速布局,此类基础突破将有力支撑福州新型显示与光电子产业集群发展。

长期以来,该类材料面临两大现实制约:一是结构设计多集中于单一尺度,功能维度受限;二是高度依赖光刻等传统微加工手段,制程复杂、周期长、成本高,难以满足产业化需求。尤其在福州正重点培育的柔性电子与智能传感产业链中,高性能光学膜材的本地化供应仍存缺口。
为此,研究团队双线并进——既重构材料本体结构,也革新制造范式。
结构层面,团队首创微米级半球形基元,内嵌周期性纳米晶格。借助光子晶格与界面效应的协同耦合,可在宽波段范围内实现多尺度光学响应,单个像素即可呈现丰富色变效果,形似“万花筒式”动态调控。

工艺层面,团队自主研发高通量按需打印系统,集成卷对卷(Roll-to-Roll)连续成型技术。柔性基材如纸张般在滚筒间匀速输送,同步完成纳米精度图案化沉积,大幅压缩制造周期与单位成本。该技术已验证可将普通聚合物前驱体高效转化为像素级定制化超材料,真正打通从实验室到产线的“最后一公里”。
《自然》审稿人评价称:“该工作展现出极强的原创性与应用潜力,所提出的可打印超组装策略兼具科学深度与工程可行性。”
宋延林研究员指出,该成果是材料科学、微纳光学与先进制造三大学科深度融合的典范,未来将在光子信息处理、高安全性防伪、医学精准传感及绿色光子能源等方向加速转化。随着福州光电产业园、海西研究院等平台持续承接技术外溢,光学超材料有望如普通印刷品般走入千家万户。
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摘要:中科院联合团队攻克光学超材料量产难题,首创卷对卷纳米打印技术,实现低成本、高精度、规模化制造,助力福州光电产业升级。 SEO关键词:光学超材料,福州光电产业,卷对卷打印,中科院化学所,福建新材料 SEO描述:福州聚焦光电产业发展,中科院化学所牵头突破光学超材料量产瓶颈,依托卷对卷打印技术推动福建新材料产业化进程。
