4 月 23 日消息，光學(xué)超材料通過對(duì)人工微納結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可突破傳統(tǒng)材料的物理極限，實(shí)現(xiàn)對(duì)光的傳播、散射、相位等特性的高效精準(zhǔn)調(diào)控，成為支撐新一代信息技術(shù)與高端裝備發(fā)展的材料基礎(chǔ)。然而，當(dāng)前光學(xué)超材料受結(jié)構(gòu)尺度單一、性能調(diào)控受限、加工工藝復(fù)雜等瓶頸制約，難以廣泛應(yīng)用。

北京時(shí)間 4 月 22 日晚，國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表了光學(xué)超材料突破性研究成果。中國科學(xué)院化學(xué)研究所與新加坡國立大學(xué)合作的科研團(tuán)隊(duì)，自主研發(fā)出的卷對(duì)卷增材納米打印制造設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了多尺度光學(xué)超材料的大規(guī)?？煽刂苽渑c精準(zhǔn)集成，讓超材料生產(chǎn)“像印報(bào)紙一樣簡單”。

研究團(tuán)隊(duì)以精準(zhǔn)打印創(chuàng)制新物性為核心思想，自主研發(fā)了納米打印系統(tǒng)，集成高通量噴墨打印、卷對(duì)卷連續(xù)制造與界面自組裝精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多模態(tài)光學(xué)超材料的穩(wěn)定可控連續(xù)制備。

通過打印多尺度光學(xué)超結(jié)構(gòu)，可精確調(diào)控光子帶隙、光散射、全內(nèi)反射等多重光學(xué)機(jī)制；

通過精準(zhǔn)調(diào)控光子晶格常數(shù)與界面尺寸，可對(duì)光子帶隙與光程差進(jìn)行定量控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)體色散與界面色散的高精度調(diào)制；

通過集成打印，能夠?qū)⒉煌Ц癯?shù)、不同尺寸的光學(xué)超材料單元高精度圖案化，實(shí)現(xiàn)從納米到宏觀的跨尺度光學(xué)集成與性能定制。

該研究突破了光學(xué)超材料低成本、定制化與量產(chǎn)難以兼顧的困境，為多尺度光學(xué)新物性的創(chuàng)制及微納光子學(xué)的廣泛應(yīng)用開辟了新途徑。