A revista Nature publicou um resultado inovador na pesquisa de metamateriais ópticos, fruto da colaboração entre o Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências e a Universidade Nacional de Cingapura. A equipe, utilizando um equipamento de fabricação aditiva nanoimpressora rolo a rolo desenvolvido de forma independente, alcançou pela primeira vez a preparação controlável em larga escala e a integração precisa de metamateriais ópticos multicamada, oferecendo uma solução viável para a produção em massa de chips de metamateriais ópticos.

Os chips de metamateriais ópticos, como componentes centrais nas áreas de comunicação de informações e biossensores, têm seu desempenho altamente dependente da capacidade de controle preciso dos sinais de luz. No entanto, as técnicas tradicionais de preparação, limitadas por estruturas de escala única e processamento de precisão de alto custo, têm dificuldade em atender à dupla demanda dos chips por integração multiescala e produção em massa de baixo custo. O pesquisador do Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências, Song Yanlin, destacou: "Os métodos tradicionais não conseguem equilibrar simultaneamente a complexidade estrutural e a eficiência de produção, mas nossa tecnologia superou esse gargalo."

Em colaboração com a Universidade Nacional de Cingapura, a equipe de pesquisa desenvolveu uma estrutura hemisférica em escala micrométrica composta por redes cristalinas nanométricas periódicas. Essa estrutura pode controlar de forma precisa o comportamento de transmissão óptica em multiescala, abrindo um novo caminho para a otimização do desempenho óptico dos chips. O doutor Chen Jianfeng, da Universidade Nacional de Cingapura, afirmou: "Essa estrutura unitária funciona como um filtro óptico de precisão, capaz de realizar o controle da luz em toda a faixa de comprimentos de onda por meio da combinação de micro- e nanoestruturas." Em termos de tecnologia de impressão, a equipe utilizou uma tinta de polímero dispersa em fase aquosa desenvolvida de forma independente, que, por meio da automontagem por evaporação, forma cristais fotônicos, controlando precisamente a transmissão de luz em frequências específicas para apresentar a cor desejada, atendendo à alta precisão exigida pelos materiais ópticos para chips.

Atualmente, essa tecnologia já personalizou as propriedades ópticas das células unitárias dos metamateriais por meio da impressão sob demanda, aumentando a eficiência de produção em várias vezes em comparação com os métodos tradicionais. Song Yanlin revelou que a equipe está desenvolvendo uma nova geração de chips sensores ópticos de alta sensibilidade com base nessa tecnologia, que no futuro terá potencial de aplicação em áreas como informação fotônica, imagens antifalsificação, sensores médicos de precisão e energia fotônica verde, impulsionando ainda mais o processo de aplicação prática dos chips de metamateriais ópticos.