近日,信息与控制工程学院刘海教授为通讯作者,以中国矿业大学为第一署名单位,我院2023届博士研究生戴耀威为第一作者,在国际知名期刊《Advanced Functional Materials》(1区top期刊,IF:19.9)发表高水平研究论文《3D-Printed Terahertz Metamaterial Microfluidic Chips for Dynamic Optofluidic Sensing and Imaging》(https://doi.org/10.1002/adfm.77295)。论文所提出的芯片设计方法、超表面器件工艺和传感检测原理具有良好的工程应用前景。信息与控制工程学院一直重视提升研究生的独立科研创新能力,学院通过学科竞赛促进、学科经费支持和科研办公室邀请专家辅导等多渠道、多方位鼓励支持科研团队结合国家战略方向需求产出高水平科研成果,效果显著。

三维超材料与微流控芯片的集成,通常会同时遇到两个难题:一是空间结构难以高精度加工,二是超材料与微流体需要键合封装,工艺流程复杂且容易引入污染和失配。该工作首次利用投影微立体光刻技术一次成型螺旋微流道和流体芯片结构,再通过液态金属填充完成金属化,从而把三维手性超材料和微流通道集成在同一个封装中。该工作围绕左右手螺旋超材料的圆偏振选择响应,设计了太赫兹流体传感芯片(TFSC)和流体驱动的太赫兹动态显示芯片(FTDDC)。TFSC通过独立传感腔室对乙醇-柴油混合比例进行动态检测,利用圆二色性和旋光性放大折射率变化;FTDDC则通过在微流道中循环填充液态金属与HCl溶液,调节局部手性响应,实现太赫兹近场数字图像动态显示。课题组作把超高精度增材制造、微流体控制和太赫兹手性超材料整合在一起,不仅绕开了传统二维工艺和后封装步骤,也为可重构太赫兹传感、动态成像和流体驱动的太赫兹超材料器件的研究与制备提供了新的方法。