《Nano Letters》弹性材料打造“动态全息图”

全息图可以记录和显示逼真的图像，但“如何让这些图像动起来？”成为一个挑战。近日，研究者们创造出一种材料，该材料可以在拉伸过程中显示二维全息图像。研究人员称，这项技术有望推动动画全息术。相关成果近期发表在《Nano Letters》上。

美国宾夕法尼亚大学的材料科学家Ritesh Agarwal说“典型的全息图通常采用感光性树脂，通过曝光形成交联。一旦材料发生交联之后，形成的全息图像就被固定住。Agarwal和他的同事基于“超颖表面材料” （ 超颖表面材料是一种在衬底表面加工出的超薄金属微纳结构材料，与电磁波相互作用时常表现出一些超常特性 ） ，通过在聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜中嵌入精确排列的金纳米棒， 创造出具有弹性的全息图。

为了得到这种新型全息图，在拉伸过程中，图像尺寸和到材料表面的距离会发生变化，Agarwal和团队成员首先对此进行计算。之后用计算机程序来生成基于这些计算得到材料的设计方案，将金纳米棒沉积在硅晶片上。在100微米宽的材料上编写三种不同的图像。在硅晶片上涂上PDMS，先交联，之后进行剥离，获得印有精准排列金纳米棒的PDMS薄膜。

当用红色激光照射时，图像在全息图的不同高度上显示，当材料拉伸时，每个图案按照顺序进入对焦状态。

▲ 编有宽50微米全息图的 “超颖表面材料”，当受到拉伸， 从皱眉（上） 变到笑脸（下）

Agarwal设想这项可切换的全息图技术可以用于显示动画全息图，但是 所需的计算并在材料中编写几十或几百个连续的图像。德国帕德博恩大学的物理学家Thomas Zentgraf认为该技术在2-3个图像之间的切换，可以在某些特定领域的应用是足够的。但他指出“超颖表面材料”的应用，需要的是编写数据而不是写入图像。

参考文献：

Malek S C, Ee H S, Agarwal R. Strain Multiplexed Metasurface Holograms on a Stretchable Substrate[J]. Nano Letters, 2017.DOI:10.1021 / acs.nanolett.7b00807

链接：

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.7b00807

来源： 高分子科学前沿 （ 农夫山泉 来稿 ）

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