如果光学超材料能像报纸一样被“印刷”出来，世界会怎么样？《自然》杂志22日在线报道了一项光学超材料低成本规模化制备的新突破。来自中国科学院化学研究所等单位的科研人员，成功研发出一种卷对卷纳米打印技术，使光学超材料的生产变得像印报纸一样简单高效，彻底告别“高成本、低效率”困境。
光学超材料被誉为下一代光电子、通信与成像技术的“底层基石”。不同于普通材料只能被动折射或反射光，光学超材料被形容为精心编织的“光子织物”，能靠人工设计的微纳结构，精准调控光的传播路径，让物体呈现不同色彩，甚至在光下悄然“隐身”。
“然而，这类材料的制备长期依赖光刻等精密加工，不仅成本高、速度慢，还难以实现个性化定制，极大制约了其应用进程。”论文通讯作者、中国科学院化学所研究员宋延林告诉记者。
此次，科研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，就能让单个像素点变幻出不同颜色。更关键的是，他们自主研发的卷对卷增材打印设备，能用低成本的聚合物材料，通过柔性基材滚筒输送、连续打印成型工艺，在纳米精度下快速制备跨尺度光学超材料，还能为每个像素单独定制光学性能，一举解决低成本、规模化、个性化量产难以兼顾的世界性难题。
《自然》审稿人对此评价道：这篇稿件的结果太有意思了，所开发的可打印超组装策略新颖而且有吸引力。宋延林表示，这项成果实现了材料科学、微纳光学与先进制造的交叉融合，未来团队将围绕“微纳融合，印刷制造”理念，继续开发新一代光学传感芯片，推动相关技术在柔性显示、医学传感、绿色能源等领域落地应用。
责任编辑：王丹
