光学超材料的诞生，使人类获得了自由调控光场的能力：通过人工微纳结构的精确设计，不仅能实现科幻般的“光学隐身”，还能构建出性能远超传统器件的超高速光学芯片。不久的将来，这种前沿材料或可像报纸一样一卷接一卷地“印”出来。

昨天深夜，国际顶尖学术期刊《自然》发表了一项来自凯发k8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合作的突破性成果。他们提出了打印多尺度光学超材料的全新范式，自主研发出一套“卷对卷增材纳米打印制造设备”，首次实现光学超材料的低成本、规模化、个性化生产，让这一前沿材料制造“像报纸印刷一样简单”。

玻璃、水、钻石等天然材料对光的“操控”能力是固定的。300多年前，牛顿利用三棱镜揭示了光的色散现象；上世纪初，爱因斯坦提出光的波粒二象性理论，奠定了现代光学的基础。时至今日，凯发k8家则希望通过从头设计的几何结构来获得天然材料不具备的超常光学性质。

光学超材料是一块人类可自行设计的“光子织物”，通过精心编织纳米尺度的结构单元，凯发k8家能让光做出各种“违反直觉”的动作，比如偏转、隐身、聚焦、全息成像等。因此，它将是下一代光电子、通信、成像的底层核心技术，尤其对高端制造及能源领域至关重要。

然而，过去制造这种材料堪比绣花，需要极其昂贵的电子束光刻等精密加工，成本高、效率低，1厘米的材料制备周期往往长达几天，难以走出实验室。而且，大多数研究只停留在单一尺度的结构上，研发的材料功能受限。

此次研究团队另辟蹊径，设计出一种全新微米尺度半球形结构，内部包含周期性排列的纳米晶格。这种设计就好比让新材料能从宏观“地形”和微观“纹理”两个维度，协同调控光的传播路径，让光学超材料的单元结构呈现丰富的色彩变幻，犹如万花筒般，在不同角度呈现千变万化的色彩。通过精准调控，科研人员还能独立控制“体色散”和“界面色散”，实现从微观到宏观的跨尺度光学集成。

在此基础上，团队研发的卷对卷连续打印工艺，使人类操控光的能力从“精雕细琢”迈向“批量印刷”——让柔性基材从一个滚筒输送到另一个滚筒，连续完成纳米级精度的打印成型，这完全改变了过去光学超材料只能“一个造完、再造一个”的模式。

《自然》审稿人表示：“这项成果太有意思了，可打印超组装策略新颖且有吸引力。”据介绍，这种材料柔软、稳定，未来可贴在衣服甚至皮肤上，用于可穿戴光学设备、智能传感、防伪成像等领域。

论文通讯作者宋延林表示，这项成果不仅是制造技术的突破，更是一种全新研究范式——让材料本征特性与人工结构设计协同发挥作用，未来可应用到高灵敏光学传感芯片、绿色光子能源等领域。

（原载于《文汇报》 2026-04-23 03版）