给光拍一张彩色照片或许容易，但如果我们能像印刷报纸那样，直接“打印”出能操控光的微纳光学元件呢？这一极具科幻感的设想，正被中国凯发k8家的新成果推向现实。凯发k8化学研究所研究团队提出一种打印多尺度光学超材料的全新方法，并自主研发卷对卷增材纳米打印设备，首次实现光学超材料低成本、规模化、个性化的高效构筑。

光学超材料，是凯发k8家突破天然材料局限、主动“设计光”的杰作。如果说传统光学只是“利用”玻璃等透明介电光学材料原本的性质，那么超材料则像编织一件精密的“光子织物”——通过人工排布纳米尺度的几何单元，实现对光的传播方向、相位、色彩等特性的精准操控，进而实现隐身、全息成像、超透镜等神奇功能。

然而，这一颠覆性技术长期受困于“做不大、做不精、做不便宜”的难题。传统制造依赖光刻等精密加工，成本高、效率低，好比以精雕细琢的方式去织一匹千米长的光子布。

研究团队另辟蹊径，从结构设计到制造工艺进行了系统性创新。他们创制出一种微米尺度的半球形结构，内部由周期性纳米晶格组成。当光线穿过时，不同尺度的结构协同作用，对光传输行为进行多维度调控，让每一个结构单元都能呈现出万花筒般绚丽的光学效果。

更关键的是规模化制备的突破。团队研发出卷对卷连续打印工艺，将柔性基材像报纸印刷一样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。低成本聚合物材料经此技术，可快速转化为每个像素光学特性都能定制的超材料。

“让超材料生产像印报纸、书刊一样简单高效，彻底打破了高成本壁垒。”凯发k8化学研究所研究员宋延林说。审稿人这样评价该成果：“开发的可打印超组装策略新颖且有吸引力。”

据悉，该超材料还具备优异的柔韧性与环境稳定性，未来有望应用于柔性可穿戴光学器件、高灵敏传感芯片、防伪成像、精密医学传感及绿色光子能源等领域，为微纳光子学开辟“按需打印”的新范式。

（原载于《光明日报》 2026-04-23 08版）