科技日报记者 夏凡
记者12月5日获悉，宁波大学物理科学与技术学院副教授林冬冬团队在胶体自组装与智能液晶材料领域取得重大突破，首次实现在单个微米级液滴尺度上，对液晶相分离形态进行完全可逆的刺激响应性调控，为微纳米尺度下的信息存储、编程与功能材料构建开辟新范式。相关成果日前发表在国际期刊《自然·通讯》上。
传统胶体自组装技术，例如各向异性液晶微滴的液—液晶相分离，通常只能在宏观上进行整体控制。如何对分散体系中一个个独立的微滴进行精细“操作”，如同在微观世界进行“微创手术”，一直是该领域的挑战。
据了解，该研究创新性地提出了一种光刺激响应策略。团队利用淀粉样蛋白基液晶微液滴，结合多光子吸收产生的局部光热效应，成功实现了对单个微液滴的精准“操控”。
“我们发现，被‘手术’的微滴展现出强大的自愈合能力，能在特定环境下快速恢复其原有的液晶有序结构。这种可逆操控能力，使得在亚微米分辨率下，对单个微滴进行信息‘打印’‘擦除’与‘存储’成为可能。”林冬冬介绍。
“研究的核心在于精准控制单个微滴内部向列相与各向同性相之间的转变。”林冬冬说，聚焦飞秒激光，仅在微滴内部极小的区域瞬时产生热量，将其液晶序“熔化”为各向同性相，而周围及整个分散体系的结构保持不变。当光照停止，该区域能自发恢复至能量最低的液晶有序基态，这一过程同时体现了材料的自修复特性与短时记忆存储功能。
研究团队进一步展示了该策略的功能化潜力。他们将参杂荧光纳米颗粒的功能化胆甾相微液滴，重新塑造成具有不同对称性和结构功能的新微液滴。例如，成功实现了激光诱导的荧光编码，为微液滴赋予了新的身份标识与信息载体功能。
据介绍，此项成果不仅揭示了复杂流体中微结构动态调控的新机制，更提出了一种通用的“相分离中之相分离”控制策略，使得在异质复杂流体的亚微米尺度上，进行信息的存储、控制与工程化设计成为可能。这一进展将为微纳机器人、智能传感、光学信息存储、生物医用材料以及新型显示技术等领域提供新思路。
（受访者供图）
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