織物與太赫茲，一次傳統與科技的結合

人工超構材料是一種由亞波長結構陣列組成的周期性人工電磁材料，由于其高效、靈活的特性迅速成為調控電磁波的優秀媒質。近日，武漢紡織大學教授汪勝祥團隊利用傳統紡織工藝，結合人工微納結構制備出新型光電子設備。相關論文在線發表于《先進材料》上。

據了解，結合太赫茲波穿透性、低能性以及特征指紋性等自身優異特性，太赫茲人工超構材料在生物醫療、材料檢測、安全監測以及成像/顯示與信息加密等領域具有重要應用前景。然而，傳統人工超構材料受限于微納加工手段，無法制備大面積集成式光電子器件，使其在應用方面受到極大限制。

研究團隊提出了一種新型復合編織式太赫茲手性光電子器件。首先，用繞線機將金屬銅絲（直徑約為60微米）沿剝離外包層的裸光纖（直徑約為140微米）繞制，形成具有微米級螺距的螺旋結構作為構成人工超構材料的基本單元結構。該螺旋結構同時作為后續紡織工藝的緯線。進而，利用傳統紡織技術以滌綸線為經線將制備好的人工單元結構緯線編織成超構材料樣品。

在本項工作中，利用兩步紡織制造方法實現了大面積具有微米特征尺寸的超構材料樣品制備，并且制備出的器件在太赫茲波段表現出強手性選擇性和顯著光學活性。相關研究人員表示，本項目打破傳統太赫茲超構材料需要復雜光刻工藝來制備的禁錮，是一次利用低成本的傳統紡織技術突破電磁超構材料研究領域高制備成本的成功嘗試。

此項研究體現出的先進設計理念為超構材料的發展開辟了新的思路，并展現了基于織物的超構材料在實現集成式微納米光電子件方面的巨大潛力。后續，研究團隊將通過建立新型紡織制備技術與人工電磁超構材料之間的聯系，實現從幅值、相位以及極化等多自由度對電磁波的靈活操控。

該項工作得到了國家自然科學基金、紡織新材料與先進加工技術省部共建國家重點實驗室項目等資助。