透過3D列印技術組裝超分子材料 實現自由型態的奈米光子

編譯/高晟鈞

超材料」(Metamaterials)是一種具有特殊性質的人造材料,不存在於自然界。超材料也被譽為哈利波特電影中的「隱形斗篷」,它的奇特性質秘密,都藏在其精密的幾何結構中。然而,由於自然界不存在超材料,將其轉變為商業化製造需要大量的成本。

透過3D列印技術組裝超分子材料,實現自由型態的奈米光子。(圖/截取自Phys.org)

向商業化邁進一大步

近日,由浦項科技大學機械工程系的研究團隊設計了一種新的方法,透過將三維奈米列印與組裝技術結合,使超材料距離商業化又更近了一步。

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傳統上,超材料的製造方法是使用光刻技術,在矽與樹脂(塑膠)等材料上沉積物理或化學層。然而,這種方法既昂貴,適用材料也有限;因此,學術界轉而將重點瞄準在粒子組裝技術上。

三維奈米列印與粒子組裝的結合

研究團隊結合了三維奈米列印,透過組裝不同尺圳的二氧化矽(玻璃)和金奈米粒子,最終製造出了類似覆盆莓的超分子結構。隨後,這些樹梅狀的結構相互堆疊,成功地轉變為毫米級的超材料。

值得注意的是,這項研究首次使用毫米級結構,驗證了溶液中超分子的光學性質。並且,我們還能透過簡單的顯微鏡,甚至是肉眼就能直接設定觀察結果,免去了使用專業設備進行驗證的繁瑣程序。

此外,實驗過程中,研究團隊更是展現了生產超材料過程中對於光的控制能力。透過調整超材料中的二氧化矽與金奈米比例,實現了對超材料光學特性的微調控制。

領導這項研究的Junsuk Rho教授表示:「這項突破使得自由型態的奈米光子設計與實現成為可能,突破了現有超材料製造的限制。」

資料來源:Phys.org

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