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記者12月5日獲悉，寧波大學物理科學與技術學院副教授林冬冬團隊在膠體自組裝與智能液晶材料領域取得重大突破，首次實現(xiàn)在單個微米級液滴尺度上，對液晶相分離形態(tài)進行完全可逆的刺激響應性調(diào)控，為微納米尺度下的信息存儲、編程與功能材料構建開辟新范式。相關成果日前發(fā)表在國際期刊《自然·通訊》上。

傳統(tǒng)膠體自組裝技術，例如各向異性液晶微滴的液—液晶相分離，通常只能在宏觀上進行整體控制。如何對分散體系中一個個獨立的微滴進行精細“操作”，如同在微觀世界進行“微創(chuàng)手術”，一直是該領域的挑戰(zhàn)。

據(jù)了解，該研究創(chuàng)新性地提出了一種光刺激響應策略。團隊利用淀粉樣蛋白基液晶微液滴，結合多光子吸收產(chǎn)生的局部光熱效應，成功實現(xiàn)了對單個微液滴的精準“操控”。

“我們發(fā)現(xiàn)，被‘手術’的微滴展現(xiàn)出強大的自愈合能力，能在特定環(huán)境下快速恢復其原有的液晶有序結構。這種可逆操控能力，使得在亞微米分辨率下，對單個微滴進行信息‘打印’‘擦除’與‘存儲’成為可能。”林冬冬介紹。

“研究的核心在于精準控制單個微滴內(nèi)部向列相與各向同性相之間的轉變?！绷侄f，聚焦飛秒激光，僅在微滴內(nèi)部極小的區(qū)域瞬時產(chǎn)生熱量，將其液晶序“熔化”為各向同性相，而周圍及整個分散體系的結構保持不變。當光照停止，該區(qū)域能自發(fā)恢復至能量最低的液晶有序基態(tài)，這一過程同時體現(xiàn)了材料的自修復特性與短時記憶存儲功能。

研究團隊進一步展示了該策略的功能化潛力。他們將參雜熒光納米顆粒的功能化膽甾相微液滴，重新塑造成具有不同對稱性和結構功能的新微液滴。例如，成功實現(xiàn)了激光誘導的熒光編碼，為微液滴賦予了新的身份標識與信息載體功能。

據(jù)介紹，此項成果不僅揭示了復雜流體中微結構動態(tài)調(diào)控的新機制，更提出了一種通用的“相分離中之相分離”控制策略，使得在異質(zhì)復雜流體的亞微米尺度上，進行信息的存儲、控制與工程化設計成為可能。這一進展將為微納機器人、智能傳感、光學信息存儲、生物醫(yī)用材料以及新型顯示技術等領域提供新思路。

（受訪者供圖）