超材料是一种可以操纵光的人共纳米结构，但是其制造成本高昂且技术难度大。超材料的广泛、实际应用取决于降低其制造成本并使其更易于制造。传统上，超材料是通过在硅和树脂等材料上沉积物理和化学层，然后用光刻技术进行沉积过程来制造的。这种方法成本高昂，并且只能用于特定材料。因此，研究的焦点已转向通过粒子组装来制造超材料，而不是通过昂贵的表面削刻过程。为了能够经济有效地生产所需形状的超材料，浦项科技大学 (POSTECH) 的一个研究团队开发了一种基于溶液的 3D 打印工艺技术。浦项科技大学团队的研究方法可以显着扩大用于制造超材料的材料范围，从而可以不受材料限制地来设计纳米光子结构。
POSTECH 的研究人员开发了一种利用微量移液器吸头进行独立式和自由形状超材料 3D 共组装的方法，展示了散射减少的效果。该方法通过设计和实施自由形式纳米光子，超越了现有超材料制造工艺的局限。
研究人员通过将二氧化硅纳米颗粒和金纳米颗粒的蒸发共组装与 3D 纳米打印相结合，以 3D 方式塑造自由形态、独立式覆盆子状超分子 (RMM) 光纤。首先，他们使用不同尺寸的二氧化硅和金纳米颗粒制造了 RMM。然后，他们将 RMM 堆叠在一起以创建毫米大小的超材料。研究人员进行了实验，展示了将共组装技术与 3D 打印相结合形成的超材料的光控制能力。他们研究了电偶极子模式和磁偶极子模式对 RMM 光纤定向散射的影响，并证明了减少毫米级 RMM 光纤在可见光谱中的散射的能力。实验表明，可以通过调整金纳米颗粒的填充因子来控制单个RMM的磁响应。研究人员能够通过调整材料中二氧化硅和金纳米颗粒的比例来微调超材料的光学特性。
该团队对超材料生产的研究标志着首次在溶液中使用毫米级RMM结构验证了超分子的光学特性。研究人员的方法允许裸眼或通过简单的显微镜装置观察结果，而无需专门的设备进行验证。制造超材料的新方法有助于解决制造具有编程几何形状和多种成分的独立超分子簇的挑战，使超材料距离商业化又近了一步。领导这项研究的 Junsuk Rho 教授表示：“这一突破使得自由形态纳米光子的设计和实现成为可能，超越了现有超材料制造工艺的限制，这项技术的多功能性提供了广泛的材料选择，包括量子点、催化剂颗粒和聚合物，使其适用于从传感器到显示器以及超材料研究的不同领域。”该研究成果已经发表在《Small》期刊上。
