近日，南京工業(yè)大學(xué)（南工大）陳蘇教授團(tuán)隊(duì)在《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）期刊上發(fā)表了關(guān)于基于高固含量膠體光子晶體微球的超材料涂膜科技的研究成果，為光學(xué)材料和涂層技術(shù)領(lǐng)域帶來(lái)了突破性進(jìn)展。該技術(shù)利用高固含量膠體光子晶體微球作為核心構(gòu)建單元，實(shí)現(xiàn)了超材料涂層的高效制備與優(yōu)異性能，具有廣泛的應(yīng)用前景。

超材料作為一種人工設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)材料，能夠?qū)崿F(xiàn)自然界中不存在的物理特性，例如負(fù)折射、隱身和超分辨率等。傳統(tǒng)超材料制備過(guò)程復(fù)雜，成本高，且難以大規(guī)模應(yīng)用。陳蘇教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)創(chuàng)新性地采用高固含量膠體光子晶體微球，解決了這一難題。膠體光子晶體微球以其有序的周期性結(jié)構(gòu)和可調(diào)控的光學(xué)性質(zhì)，成為構(gòu)建超材料的理想基礎(chǔ)材料。高固含量設(shè)計(jì)不僅提升了涂層的機(jī)械穩(wěn)定性和耐久性，還簡(jiǎn)化了涂膜工藝，使其適用于工業(yè)級(jí)生產(chǎn)。

該研究的關(guān)鍵突破在于團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種新型的自組裝技術(shù)，能夠精確控制膠體微球的排列，形成高度有序的光子晶體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)賦予涂層獨(dú)特的光子帶隙特性，能夠有效調(diào)控光波的傳播，實(shí)現(xiàn)反射、透射和吸收的精確調(diào)控。在實(shí)驗(yàn)中，涂膜展示出優(yōu)異的抗反射、增透和色彩調(diào)控能力，可應(yīng)用于顯示器、太陽(yáng)能電池和智能窗戶等領(lǐng)域。該涂層還具備良好的環(huán)境適應(yīng)性和化學(xué)穩(wěn)定性，能夠在惡劣條件下長(zhǎng)期保持性能。

陳蘇教授團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步驗(yàn)證了該超材料涂膜在多個(gè)實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用潛力。例如，在光學(xué)器件中，涂層可大幅提升光能利用效率；在建筑領(lǐng)域，它可用于開(kāi)發(fā)智能調(diào)光窗戶，節(jié)約能源；而在軍事和航空航天中，其隱身和防護(hù)功能也備受關(guān)注。團(tuán)隊(duì)還通過(guò)理論模擬和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，證實(shí)了涂層在寬波段范圍內(nèi)的響應(yīng)能力，為未來(lái)多功能集成涂層的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

這項(xiàng)研究不僅推動(dòng)了超材料技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程，還為膠體科學(xué)和光子學(xué)交叉領(lǐng)域提供了新思路。陳蘇教授表示，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)優(yōu)化材料配方和涂膜工藝，探索更多應(yīng)用場(chǎng)景，并致力于推動(dòng)該技術(shù)的商業(yè)化。隨著全球?qū)Ω咝阅芡繉有枨蟮脑鲩L(zhǎng)，這項(xiàng)創(chuàng)新有望在能源、信息科技和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

南工大陳蘇教授團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)成果展示了高固含量膠體光子晶體微球在超材料涂膜中的巨大潛力，標(biāo)志著涂層科技向智能化、高效化邁出了重要一步。未來(lái)，隨著進(jìn)一步研發(fā)，這種技術(shù)或?qū)⒊蔀樾乱淮鈱W(xué)涂層的標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)材料科學(xué)的發(fā)展潮流。