近日，美國西北大學的Koray Aydin教授帶領團隊研發了一種光學超材料，可彎曲光線改變自身顏色，未來有望運用于制造隱形裝置和生物傳感器。該項研究已被發表在《科學》雜志上。

    記不記得《復仇者聯盟》里面神盾局的超級飛船，上天之后還可開啟隱身模式。得益于超材料這種新型材料，隱身裝置在未來完全能夠得到大規模部署。

    簡單來講，超材料就是那些具備超常物理特性的人工復合材料，包括一些超導磁材料、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特性，能夠有選擇性的吸收、反射單色光，而且幾乎夠顯示可見光譜內的任何顏色。

    這打破了迄今為止所有光學超材料的可調節范圍。當然要制作過程也是非常艱難，其中還利用到了DNA單鏈。是的，除了我們前幾天介紹的DNA分子機器人，近年來隨著微觀尺度的不斷縮小，DNA的用途也越來越廣泛。

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

    這樣一來，金納米粒子和DNA單鏈就組成了一個“超晶格”，其特性就是隨外界刺激改變自身長度，而改變長度的結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，只不過需要納米級別的工藝。而此前制造光學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。

    這項研究的負責人Koray Aydin教授，曾于2002年獲得西北大學材料科學博士學位，此后進入西北大學主要從事納米材料、活性粒子、生物材料方面的研究。Aydin教授同時也是該校醫學院的教授，他主要將其研究的新型材料應用在生物醫學方面。

    目前這項研究已經獲得了美國能源中心、美國空軍科學研究辦公室的支持。研究人員下一步的計劃則是進一步制造能夠精確控制的光學超材料，而Aydin教授本人似乎更加希望這種材料應用在醫療傳感器方面。

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責任編輯：王元

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