展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 硬件相关 > 还记得院士“消失的下半身”?“光子织物”制造获突破,可如同印报纸般简单

还记得院士“消失的下半身”?“光子织物”制造获突破,可如同印报纸般简单

光学超材料:从科幻隐身到“印报纸”般量产 还记得几年前那场令人惊叹的科学演示吗?中国科学院院士褚君浩在台上,随着一块特殊光学面板的角度转动,他的下半身竟在众目睽睽之下“消失”了。这并非魔术,而是光学超材料带来的现实奇迹。 这种材料的出现,彻底改写了人类操控光线的规则书。通过精妙设计人工微纳结构,我们

本文目录

    光学超材料:从科幻隐身到“印报纸”般量产



    还记得几年前那场令人惊叹的科学演示吗?中国科学院院士褚君浩在台上,随着一块特殊光学面板的角度转动,他的下半身竟在众目睽睽之下“消失”了。这并非魔术,而是光学超材料带来的现实奇迹。

    这种材料的出现,彻底改写了人类操控光线的规则书。通过精妙设计人工微纳结构,我们不仅能实现近乎科幻的隐身效果,更能打造出性能碾压传统器件的光学芯片。而更激动人心的是,这项前沿技术的制造瓶颈,刚刚被一举突破——未来,它或许真能像印刷报纸一样,从流水线上成卷地“印”出来。

    这一听上去仍像未来预言的情节,已经被中国科学家变成了现实。就在4月22日深夜,国际顶级期刊《自然》刊登了一项来自中国科学院化学研究所宋延林研究员团队与新加坡国立大学仇成伟教授团队的突破性成果。他们开创了一种打印多尺度光学超材料的新范式,并自主研发了关键设备“卷对卷增材纳米打印制造设备”。这意味着,光学超材料首次走出了成本高昂、效率低下的实验室定制阶段,迈入了低成本、规模化甚至个性化生产的新纪元。用个形象的比喻:它的制造,从此可以“像印报纸一样简单”。


    跨尺度光学集成打印系统示意图

    下一代光电核心底层技术

    自然界赐予我们的材料,无论是玻璃、水还是钻石,它们与光相互作用的方式基本是固定的、无法更改的。从牛顿用三棱镜分解白光,到爱因斯坦揭示光的波粒二象性,人类对光的认知不断深化。而今天,科学的前沿已经转向一个更富野心的目标:不再依赖天然材料的“天赋”,而是通过人工设计的微观结构,赋予材料前所未有的、超越自然极限的光学性能。

    光学超材料,就是这样一块由人类亲手编织的“光子织物”。科学家在纳米尺度上充当“建筑师”,精心排布结构单元,从而指挥光完成各种看似“违背常理”的动作——比如大幅偏转、完美隐身、精准聚焦乃至动态全息成像。正因如此,它毫无争议地被视作下一代光电子、通信、成像技术的核心底层基石,对于高端制造和能源领域的革新,其重要性怎么强调都不为过。

    从“一厘米造几天”到成卷“印刷”

    然而,理想很丰满,现实却曾非常骨感。过去制造这类材料,其精细程度不亚于在针尖上雕刻宫殿,必须依赖电子束光刻等极其昂贵的尖端设备。结果就是成本高企、效率低下,制备一厘米见方的材料往往就需要耗时数天。这也导致大多数研究只能局限于单一尺度的结构设计,材料的性能和应用范围受到极大限制。

    那么,如何打破这个僵局?此次研究团队选择了一条全新的路径。他们设计出一种独特的微米尺度半球形结构,其内部巧妙地排列着周期性的纳米晶格。这种设计妙在何处?它让新材料能够同时从宏观的“地形”和微观的“纹理”两个维度,协同指挥光的“行军路线”。于是,超材料的单元结构呈现出万花筒般的绚丽效果,随着观察角度变化,色彩流转,变幻无穷。通过精准调控,研究人员甚至可以分别操纵“体色散”和“界面色散”,真正实现了从微观到宏观的跨尺度光学功能集成。

    更关键的突破在于制造工艺。团队研发的卷对卷连续打印技术,堪称一场生产革命。它让柔性基材像布匹一样在滚筒间传送,并连续完成纳米级精度的图案打印。这彻底碘伏了以往光学超材料只能“做一个,再做一个”的离散制造模式,将人类操控光的能力,从“精雕细琢”的手工作坊时代,带入了“批量印刷”的工业化时代。

    未来可贴于衣服、皮肤

    这项成果的含金量,从《自然》审稿人的评价中可见一斑:“这项成果太有意思了,所开发的可打印超组装策略新颖且有吸引力。” 审稿人一语道破了其核心价值。而且,由于采用打印技术制备,这种材料天生具备柔软、稳定的特性,其应用想象空间被极大拓展。未来,它或许可以像贴纸一样附着在衣物或皮肤上,广泛应用于可穿戴光学设备、智能传感、高端防伪成像等前沿领域。

    论文通讯作者宋延林研究员点明了这项工作的更深层意义:它不仅是制造技术的一次飞跃,更代表了一种全新的材料研究范式——让材料自身的内在特性与人工设计的结构产生“1+1>2”的协同效应。正如他所展望的,这条技术路径“未来,将可应用到高灵敏光学传感芯片、绿色光子能源等领域中”。一场由“印刷”引发的光学材料革命,序幕已然拉开。

    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    硬件相关
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    Aperty macOS版
    Aperty macOS版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    WINDOWS 更多
    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    Maya(Autodesk Maya) Windows版
    Maya(Autodesk Maya) Windows版

    Autodesk Maya 是面向影视、电视、动画和游戏行业的专业三维制作软件,集多边形与 NURBS 建模、角色绑定、关键帧和动作捕捉动画、Bifrost 特效模拟、材质开发及 Arnold 渲染于一体,

    Aperty Windows版
    Aperty Windows版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirServer Windows版
    AirServer Windows版

    AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。