图案化表面光学器件在近眼显示与光学系统中扮演着关键角色,然而现有技术大多局限于静态结构,无法满足实时可调的光学需求。表面皱纹作为一种普遍存在的生物现象,因机械不稳定性引发的压缩应力而形成,其拓扑构型能够在平面与屈曲状态之间动态转变,赋予材料对外界刺激的快速响应能力。然而,当前皱纹结构体系多数仍停留在微米级分辨率,难以实现纳米级有序皱纹结构的精准构筑,极大限制了其在高端光学系统中的适用性。文献的研究内容包括:采用混合制造策略,首先通过热纳米压印技术在MHan@G复合膜表面制备出特征尺寸从3 μm至70 nm的有序纳米阵列,随后通过紫外梯度交联与边界约束引导,诱发自组装皱纹的形成,从而实现跨尺度结构的动态调控。实验通过激光共聚焦显微镜与扫描电镜系统监测了薄膜在近红外光照下皱纹形貌的实时变化,并结合结构色与衍射图谱分析,明确了结构 光学性能之间的内在关联。在近红外光开启状态下,光热效应促使皱纹被展平,此时光学响应由纳米阵列主导;而当近红外光关闭后,皱纹重新恢复,伴随多级衍射斑点的重现,实现了可逆调控。其创新点体现在:首创地将自上而下的纳米压印与自下而上的自皱褶生长相结合,构建出兼具纳米精度与动态响应能力的微纳复合平台;通过分子工程设计,将阳离子 π相互作用与光热转换性能有机结合,实现了对光学衍射行为的非接触式精准操控;通过光热 力学耦合机制,实现了皱纹形貌与光学性能的多周期可逆切换;利用边界约束与曝光调控,实现了皱纹空间分布的程序化编排。启发在于可将褶皱引入传统三维折叠体系,能否根据文献工艺优化三维折叠超表面,制备出动态、可调、具备优异光学性能的三维折叠超表面。
文献来源: ACS Nano 2025, 19, 33510−33522
作者:Ruoyu Xu, Tianjiao Ma, Jin Li,* Shilong Dong, Shuai Zhou, Wenqiang Yuan, Shuzhen Yan, Ying Quan, Mengda Xu, Kexing Li, Jie Qian, and Xuesong Jiang*
报告人:鲍朋