近日，西南交通大学力学与航空航天学院蒋晗（Han JIANG）教授课题组与美国康涅迪格大学孙陆逸（LuyiSUN）教授团队合作，以共同通讯作者单位在四大名刊（Nature、Science、Cell、PNAS）之一的《PNAS（美国科学院院刊）》上发表题为“Dynamic multifunctional devices enabled by ultrathin metal nanocoating with optical/photothermal and morphological versatility（PNAS 2022 Vol. 119 No. 4 e2118991119）”的论文，报道了基于性能和形貌可调的金属纳米涂层的多功能器件的最新研究进展。文章第一作者为康涅迪格大学曾嵩山（Songshan ZENG）博士，我校博士研究生杨卓然（Zhuoran YANG）为第二作者，通讯作者为孙陆逸教授和蒋晗教授。
受自然界中动植物（如章鱼和花瓣等）的丰富有趣的皮肤结构和适应性的外观形态启发，研究团队结合了多尺度杂化结构，和具有高度光学/光热性能可调性和形貌多样性的超薄金属纳米涂层工程技术，制备出了一系列具有多刺激响应的多功能智能材料器件（multi-functional devices with multi-stimuli responsiveness），它们可对机械应变、水分、光或热等外部刺激产生相应的光信号变化。其中，结合金属纳米涂层的光学、力学和光热性能，并适度调控涂层和衬底的微/纳尺度杂化结构是实现这一多刺激响应器件的关键（图1）。
图1Au/Pd纳米涂层的表征和设计器件的原理图：（A）Au/Pd纳米涂层在PDMS（聚二甲基硅氧烷）表面沉积的原子力显微镜图像和金属纳米涂层在PDMS表面上的溅射镀膜的原理图；不同厚度的Au/Pd纳米涂层沉积在PDMS相应的（B）透光率、（C）反射率和（D）光热性能；（E）三种动态刺激响应智能材料器件设计的示意图。
这种具有独特的设计灵活性和适应性的含超薄金属纳米涂层的杂化体系，由于其高可逆性和快速响应性，为设计和开发多功能、可调、适应性强的智能材料器件提供了途径，具有广泛的应用前景：如其应变调节的光散射特性、光热响应的褶皱表面、湿度响应的结构色和应变可控的光屏蔽特性，可用于多刺激响应的加密设备、智能窗户、湿度/光热响应动态光学系统、和智能手机辅助的压力测量传感器等多种场景。
论文信息：Dynamic multifunctional devices enabled by ultrathin metal nanocoatings with optical/photothermal and morphological versatility,PNAS,2022 Vol. 119 No. 4 e2118991119
论文链接：https://doi.org/10.1073/pnas.2118991119
