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  對于彩色顯示技術(shù)來說，傳統(tǒng)技術(shù)采用色彩吸收材料如染料、色素等進行光譜濾波顯色，但此類材料存在使用壽命相對較低、制備工藝較為復(fù)雜、色彩串?dāng)_等問題，因而在高分辨顯示、成像等應(yīng)用領(lǐng)域面臨較大的挑戰(zhàn)。隨著納米技術(shù)與納光子學(xué)等學(xué)科的興起，具有高自由度光譜調(diào)控能力的人工納米結(jié)構(gòu)如超材料、超表面為顯色領(lǐng)域提供了一種新的操控技術(shù)。更為重要的是，通過調(diào)控納米結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸、形貌、周期等可以改變結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出的色彩。

  對比傳統(tǒng)的顯色技術(shù)，通過結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的色彩即結(jié)構(gòu)色具有更高的亮度、更小的尺寸、不褪色等特性，因而在彩色顯示、成像技術(shù)、防偽技術(shù)上具有很大的優(yōu)勢。此外，具有色彩動態(tài)調(diào)控能力的結(jié)構(gòu)更是結(jié)構(gòu)色中一個重要發(fā)展方向，然而目前大部分結(jié)構(gòu)色工作中色彩缺乏有效的動態(tài)調(diào)控能力或者需要特定的條件。

  為解決目前結(jié)構(gòu)色工作中動態(tài)調(diào)控所存在的問題，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所微細加工光學(xué)技術(shù)國家重點實驗室團隊將聚二甲基環(huán)氧烷（PDMS）作為可拉伸襯底引入到傳統(tǒng)等離子體結(jié)構(gòu)中來構(gòu)建動態(tài)可調(diào)的結(jié)構(gòu)色。相較于傳統(tǒng)亞毫米級尺寸結(jié)構(gòu)色器件，該團隊通過干涉曝光技術(shù)、PDMS嵌套保護等優(yōu)勢技術(shù)制備出晶片尺寸的實驗器件。在宏觀光學(xué)（正入射）測試條件下，該納米結(jié)構(gòu)復(fù)合體系中的共振機制能產(chǎn)生高純度結(jié)構(gòu)色，且在PDMS襯底拉伸過程中，器件所呈現(xiàn)出的色彩可從綠色變化到紫紅色。此外，復(fù)合體系結(jié)構(gòu)中的物理機制也得到了進一步分析。這種基于可拉伸襯底的結(jié)構(gòu)色在快速心率監(jiān)測、生物傳感、力學(xué)測量方面具有潛在優(yōu)勢。

圖1 基于可拉伸材料PDMS動態(tài)顯色器件結(jié)構(gòu)示意圖 

圖2 基于可拉伸材料PDMS動態(tài)顯色器件實驗結(jié)果圖

  該工作已發(fā)表于《先進光學(xué)材料》（Adv. Opt. Mater. (2017) 5，9，1600829），并得到了國家“973”項目、國家自然科學(xué)基金的支持。

  論文鏈接：http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201600829/full