中國科學(xué)院化學(xué)研究所的科研團(tuán)隊(duì)近日取得重大突破，成功開發(fā)出一種打印多尺度光學(xué)超材料的新方法，實(shí)現(xiàn)了材料光學(xué)特性與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)協(xié)同。該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的卷對卷增材納米打印設(shè)備，首次解決了光學(xué)超材料在低成本、大規(guī)模生產(chǎn)與個性化定制之間難以平衡的難題，使超材料的制備過程變得像印刷報紙一樣高效便捷。相關(guān)研究成果已發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》。

在實(shí)驗(yàn)室中，研究團(tuán)隊(duì)展示了用于打印光學(xué)超材料的白色乳液及打印成品。這種乳液通過特殊配方制備，能夠在納米尺度上精確控制材料結(jié)構(gòu)，從而賦予其獨(dú)特的光學(xué)性能。團(tuán)隊(duì)成員介紹，傳統(tǒng)光學(xué)超材料制備工藝復(fù)雜、成本高昂，且難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。而新開發(fā)的卷對卷打印技術(shù)不僅大幅降低了生產(chǎn)成本，還能根據(jù)需求快速調(diào)整材料結(jié)構(gòu)，滿足多樣化應(yīng)用場景。

研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人宋延林研究員表示，這一突破得益于多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新思路。通過將納米技術(shù)與增材制造相結(jié)合，團(tuán)隊(duì)成功克服了傳統(tǒng)工藝中的技術(shù)瓶頸，為光學(xué)超材料的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。目前，該技術(shù)已實(shí)現(xiàn)多尺度光學(xué)超材料的大規(guī)模可控制備與精準(zhǔn)集成，未來有望在光通信、傳感、成像等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場，團(tuán)隊(duì)成員演示了打印設(shè)備的操作過程。只見白色乳液在設(shè)備中均勻鋪展，經(jīng)過納米級精度的打印后，迅速形成具有特定光學(xué)結(jié)構(gòu)的材料。整個過程無需復(fù)雜后處理，即可直接用于性能測試。副研究員李會增指出，這種“一步成型”的制備方式顯著提高了生產(chǎn)效率，同時保證了材料性能的穩(wěn)定性。

參與研究的李凱旋博士補(bǔ)充道，團(tuán)隊(duì)正在探索將該技術(shù)應(yīng)用于更多類型的光學(xué)超材料制備，并計(jì)劃與產(chǎn)業(yè)界合作推動技術(shù)落地。隨著研究的深入，這一創(chuàng)新方法有望為光學(xué)超材料領(lǐng)域帶來新的發(fā)展機(jī)遇，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)向更高水平邁進(jìn)。