近日，美國(guó)西北大學(xué)的Koray Aydin教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種光學(xué)超材料，可彎曲光線改變自身顏色，未來(lái)有望運(yùn)用于制造隱形裝置和生物傳感器。該項(xiàng)研究已被發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。

    記不記得《復(fù)仇者聯(lián)盟》里面神盾局的超級(jí)飛船，上天之后還可開啟隱身模式。得益于超材料這種新型材料，隱身裝置在未來(lái)完全能夠得到大規(guī)模部署。

    簡(jiǎn)單來(lái)講，超材料就是那些具備超常物理特性的人工復(fù)合材料，包括一些超導(dǎo)磁材料、光子晶體等。此次研究人員制造的材料則是具備超常的光學(xué)特性，能夠有選擇性的吸收、反射單色光，而且?guī)缀鯄蝻@示可見光譜內(nèi)的任何顏色。

    這打破了迄今為止所有光學(xué)超材料的可調(diào)節(jié)范圍。當(dāng)然要制作過(guò)程也是非常艱難，其中還利用到了DNA單鏈。是的，除了我們前幾天介紹的DNA分子機(jī)器人，近年來(lái)隨著微觀尺度的不斷縮小，DNA的用途也越來(lái)越廣泛。

    研究人員先使用光刻方法在聚合物上鉆一個(gè)小孔，小孔的直徑只有1納米，目的則是作為DNA單鏈的著落點(diǎn)。然后，再用一個(gè)金納米顆粒制作成與DNA單鏈互補(bǔ)的另一條金屬鏈，目的則是為了控制這條DNA。

    這樣一來(lái)，金納米粒子和DNA單鏈就組成了一個(gè)“超晶格”，其特性就是隨外界刺激改變自身長(zhǎng)度，而改變長(zhǎng)度的結(jié)果就是反射不同的單色光。

    另外，這種新的材料基于3D打印技術(shù)，只不過(guò)需要納米級(jí)別的工藝。而此前制造光學(xué)超材料主要使用斜角沉積法：先用電子轟擊銀塊使之汽化，然后讓銀蒸汽沉浸在硅基板上，再調(diào)整角度生成納米柱。相比之下3D打印就要方便且便宜得多了。

    這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人Koray Aydin教授，曾于2002年獲得西北大學(xué)材料科學(xué)博士學(xué)位，此后進(jìn)入西北大學(xué)主要從事納米材料、活性粒子、生物材料方面的研究。Aydin教授同時(shí)也是該校醫(yī)學(xué)院的教授，他主要將其研究的新型材料應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)方面。

    目前這項(xiàng)研究已經(jīng)獲得了美國(guó)能源中心、美國(guó)空軍科學(xué)研究辦公室的支持。研究人員下一步的計(jì)劃則是進(jìn)一步制造能夠精確控制的光學(xué)超材料，而Aydin教授本人似乎更加希望這種材料應(yīng)用在醫(yī)療傳感器方面。

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