三维超材料:利用高分子纳米结构

超材料有着独特的光学性能,例如将光聚焦到接近原子的尺度,或者使其包裹的物体隐形,这些性能都来源于其在远小于光波长的尺度上的有序纳米结构。对于金属材料,制备10nm左右的这种结构特征是非常困难的。目前这些方法象聚焦粒子束、激光直写和原子层沉积可以提供设计上的灵活性,但是在特征结构的尺寸和样品大下方面却受到限制。

英国剑桥大学的Ulrich Steiner和同事们首次向我们展示了利用高分子材料的自组装来获得三维结构,然后将它作为模板制备金的超材料的方法。嵌段共聚物可以在纳米尺度形成复杂的三维结构,并且很容易可以规模化。最终所获得材料的等离子频率降低,并且对线性的偏振光表现出取向相关的颜色变化,以及在可见光波段的光学手性。他们的这种方法为将来三维光学超材料的大规模生产奠定了基础。

S. Vignolini et al., Adv. Mater. 2012, DOI: 10.1002/adma.201103610