开发出全球首个可用于透明显示器和AR设备的3D打印技术,实现了变色龙改变肤色或孔雀美丽羽毛颜色的物理现象。
KERI的Jaeyeon Pyo博士团队基于“纳米级3D打印技术”成功实现了能够精确控制光路的三维衍射光栅。这是一项新颖的技术,可以利用自然界中观察到的结构色原理来实现先进的显示技术。
【资料图】
当光遇到波长级别(人类头发厚度的 1/100 至 1/1000)的微结构时,它会发生衍射*并改变其路径。在微观结构具有规则性的情况下,特定波长的光会因衍射而发生强烈反射,从而产生称为“结构色”的独特颜色。例如,在自然界中,变色龙的肤色并不是由多种色素混合而成;而是由多种色素混合而成。相反,它是由于微观结构的变化而产生的,从而导致结构颜色的产生。同样,孔雀羽毛的美丽色彩也是其内部微观结构的特定排列的结果。
* 衍射:光线遇到障碍物时通过孔(间隙)弯曲或广泛传播的现象。
KERI的成果是利用纳米级3D打印技术实现了能够精确控制结构色的“衍射光栅”。衍射光栅是一种具有规则排列的微结构的器件,用于控制光的衍射。当光照射在其上时,光根据波长以不同的路径反射,从而产生特定的结构颜色或光谱。换句话说,它是一种无需染料即可精确控制光线、实现生动着色的 3D 打印技术。
需要非常精细的衍射光栅来控制波长仅为人类头发粗细1/1000的光的衍射。拥有世界上最好的纳米级3D打印技术的KERI,通过一种称为“横向打印”的新方法成功打印了高密度纳米线衍射光栅。这是通过移动 3D 打印喷嘴来完成的,就好像它正在缝合一样,以打印桥梁形状 ( ﹇ )。
所展示的衍射光栅预计将用于各种先进的显示应用。注意到衍射光栅本身的透明度,它可以用于未来的各种透明显示器,例如智能车窗、镜子和平视显示器。这项技术在 AR 设备中也有许多应用,这些设备已经利用衍射光栅作为关键组件。此外,衍射光栅可以设计为根据其变形发出不同的颜色,使得该技术可用于需要变形检测的机械工程和生物医学应用,并且衍射光栅本身可用于各种光学物理研究。
KERI的Jaeyeon Pyo博士表示,这是“世界上第一个3D打印技术,可以在所需的位置准确地实现所需的结构颜色,而不受基材的材料或形状的限制。” 他补充说,这项技术将能够克服显示设备公式化的“Form-Factor”限制,并带来形状的多样化。
该研究因其卓越性获得认可,并作为封面文章发表在美国化学会出版的材料科学顶级SCI期刊《ACS Nano》上。衡量期刊影响力的 JCR 影响因子为 17.100,位居该领域前 5.7%。
KERI已经完成了原创技术的专利申请,预计这一成果将受到显示相关企业的广泛关注,并计划通过识别需要该技术的企业来促进技术转让。
同时,KERI是科学和信息通信部国家科学技术研究委员会下属的政府资助研究机构。这项研究是通过KERI的基础项目“电路/外壳集成器件的4D打印技术开发”开展的。Jaeyeon Pyo 博士还是科技大学 (UST) 的兼职副教授。





















