如果光學(xué)超材料能像報紙一樣被“印刷”出來，世界會怎么樣？《自然》雜志22日在線報道了一項光學(xué)超材料低成本規(guī)模化制備的新突破。來自中國科學(xué)院化學(xué)研究所等單位的科研人員，成功研發(fā)出一種卷對卷納米打印技術(shù)，使光學(xué)超材料的生產(chǎn)變得像印報紙一樣簡單高效，徹底告別“高成本、低效率”困境。

光學(xué)超材料被譽為下一代光電子、通信與成像技術(shù)的“底層基石”。不同于普通材料只能被動折射或反射光，光學(xué)超材料被形容為精心編織的“光子織物”，能靠人工設(shè)計的微納結(jié)構(gòu)，精準(zhǔn)調(diào)控光的傳播路徑，讓物體呈現(xiàn)不同色彩，甚至在光下悄然“隱身”。

“然而，這類材料的制備長期依賴光刻等精密加工，不僅成本高、速度慢，還難以實現(xiàn)個性化定制，極大制約了其應(yīng)用進(jìn)程。”論文通訊作者、中國科學(xué)院化學(xué)所研究員宋延林告訴記者。

此次，科研人員設(shè)計了一種由納米晶格堆疊而成的微米半球單元，通過調(diào)整晶格排列，就能讓單個像素點變幻出不同顏色。更關(guān)鍵的是，他們自主研發(fā)的卷對卷增材打印設(shè)備，能用低成本的聚合物材料，通過柔性基材滾筒輸送、連續(xù)打印成型工藝，在納米精度下快速制備跨尺度光學(xué)超材料，還能為每個像素單獨定制光學(xué)性能，一舉解決低成本、規(guī)模化、個性化量產(chǎn)難以兼顧的世界性難題。

《自然》審稿人對此評價道：這篇稿件的結(jié)果太有意思了，所開發(fā)的可打印超組裝策略新穎而且有吸引力。宋延林表示，這項成果實現(xiàn)了材料科學(xué)、微納光學(xué)與先進(jìn)制造的交叉融合，未來團(tuán)隊將圍繞“微納融合，印刷制造”理念，繼續(xù)開發(fā)新一代光學(xué)傳感芯片，推動相關(guān)技術(shù)在柔性顯示、醫(yī)學(xué)傳感、綠色能源等領(lǐng)域落地應(yīng)用。

人民網(wǎng)>>經(jīng)濟·科技  2026年04月23日

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