光学超材料量产新突破：像印报纸一样低成本打印

【金色港湾资讯网为您推荐阅读】

若有那么一天，光学的超材料不再去依赖那昂贵又缓慢的光刻机，而是那种如同印刷报纸般的情形，会在滚筒的转动当中很快地生成，那世界会变成啥样？这所有的一切正逐渐成为现实。就在近日，《自然》杂志报道了一项源自中国科学院化学研究所等单位的重大突破呢：科研人员成功地研发出了一种卷对卷纳米打印技术，使得光学超材料的生产切实地迈入了那“低成本、规模化、个性化”的全新纪元。

光学超材料，被称作下一代光电子、通信与成像技术的“底层基石”。它和普通材料不一样，普通材料只能被动地对光进行反射或者折射，它却是借助人工设计的微纳结构，如同“光子织物”那样精准地调控光的传播路径。从理论上来说，它能够让物体展现出不一样的色彩，甚至在光线下悄悄地“隐身”。可是，一直以来，这类材料的制备对光刻等精密加工技术高度依赖，不但成本十分高昂且速度迟缓，而且难以达成个性化定制，就好像一件精美却没办法量产的艺术品，被搁置起来了。

当下，此项僵局已被完全打破，中国科学家设计出一种由纳米晶格堆叠而成的微米半球单元，经由调整晶格排列，便可使单个像素点呈现出各异的颜色，更关键的突破在于其自主研发的卷对卷增材打印设备，这台设备运用低成本的聚合物材料，借助柔性基材滚筒输送以及连续打印成型工艺，能够在纳米精度下迅速制备跨尺度的光学超材料，这表示每个像素的光学性能均可被单独定制，一下子解决了低成本、规模化与个性化量产难以兼顾的世界性难题。

这项技术的革命性影响将辐射多个领域：

处于显示技术范畴之内，往后的屏幕大概不会再属僵硬这般的玻璃面板了，而是能够随意进行弯折的，甚至可如同衣服一样用于穿戴的柔性显示器。每一个像素点均能够凭借自身的结构直接去生成色彩，并不需要背光模组以及彩色滤光片，其显示效果会更为明亮，也更加省电。

这种技术制备的光学芯片，在医学传感方面，能以极低成本实现对血液、唾液等生物样本的高灵敏度检测了。医生甚至可以在诊所里，快速打印出针对特定病患一次性检测试纸，让精准医疗触手可及。

于绿色能源范畴之内，借由精确调控光的吸收以及反射，能够制造出效率相较于传统的太阳能电池板更为卓越的产品，使得每一缕阳光皆转化为更多的电能。

越发让人产生联想、引发想象的是，当光学超材料变换成如同报纸那般价格低廉且随时随地都能够获取得到的时候，“隐身”现象将会不再属于科幻范畴。尽管当下还没办法把一个人隐匿起来，可是针对特定波长的雷达隐身、红外隐身涂层，绝对有可能借助这种印刷技术以大规模的方式进行制备，并且布置在军事装备乃至建筑物的表面之上。

《自然》杂志的审稿人，对这项成果给予了高度评价，称它“所开发的可打印超组装策略新颖且吸引人”。论文通讯作者，是中国科学院化学所研究员宋延林，他表明，未来团队会继续围绕“微纳融合，印刷制造”的理念，去开发新一代光学传感芯片，推动相关技术在更广阔的领域落地应用。

当你去想象一番，将来时候的工厂之内，有工人去按下一枚按钮，于是巨大的滚筒开始转动起来，随后一张张布满精密纳米结构的光学超材料薄膜持续不断地输出，被运送出来。这些薄膜会被制作成比纸张还要薄的超高清屏幕，还有贴在皮肤上的健康监测贴片，又或者是能够让建筑物“消失”不见的隐身墙。此项源自中国的突破进展，正把这所有的一切从实验室里的梦想，转变成每个人都能够轻易触摸到的现实。

更多精彩文章请关注=>金色港湾资讯网 www.fzjsgw.com