一直以来，宝石和蝴蝶因其美丽的外观和的绚烂的色彩被赋予许多美好含义。
那为何宝石与蝴蝶会拥有独特的美感？这还要从其独特的光学结构说起。
宝石是由近似等大的二氧化硅球定向排列而成，每个小球之间的缝隙可将射入的光进行衍射与干涉，从而呈现出各种颜色；而蝴蝶翅膀拥有无数鳞片，每一块鳞片都有一层光亮的薄膜，薄膜含有有色素分子，它们会吸收其他颜色的光，反射出我们所见到的颜色，这又称为“光子带隙效应”。
科学家以自然界中的宝石、蝴蝶等具有“光子带隙效应”的物体为灵感，成功研制出人工光子晶体。至此，五彩斑斓的黑、千变万化的白、缤纷繁杂的绿...彻底从自然界走向工业界。
海内外无数企业都期望将这一神奇的材料融入现实应用中，而来自中国的珠海光驭科技有限公司（以下简称“光驭科技”）在该领域率先取得了突破。
光驭科技工厂外观
“其实我们就是一家做人造周期的公司。”光驭科技总经理田丰对新材料在线®说的第一句话，就让人充满遐想。
近日，新材料在线®有幸采访到光驭科技总经理田丰先生，听这位剑桥博士、哈佛博士后科技达人从专业的角度解密光子晶体为工业界带来的震撼。
01
枯木生花 6年实现光子晶体工程化
光子晶体这一概念最早在1987年被提出，这使得人为操纵和控制光子的梦想成为可能。
1999年，该研究被《科学》杂志列入了当年的十大科技成就之一，至此，人类对光子晶体的研究发展迅速。
据田丰介绍，根据周期排列形式的不同，光子晶体可以分为一维、二维和三维。其中，一维光子晶体只在一维方向上有周期性堆叠，被广泛地应用在光学镜片上；二维光子晶体一般为在二维空间呈周期性的交替排列，目前一维和二维的制备通常采用刻蚀的方法；而三维光子晶体具有全方位光子禁带，可在任意方向进行光波长选择，因此三维光子晶体一直是光子晶体领域的研究热点，主要通过刻蚀法和胶体自组装的方法来制备。
虽然科学家把光子晶体研究得十分透彻，但实现三维光子晶体工程化仍然举步艰难。田丰表示，“中国大概有400个实验室可以做出样品，但市场上基本见不到这种材料，难点有三——太小了、瑕疵太多了、成本太高了。”
具体来看，“太小了”是指三维光子晶体制备国产中的打孔与刻蚀等一般被归于微加工类；“成本太高了”是因为该种工艺复杂，成本昂贵；“瑕疵太多了”是由于制出的三维光子晶体结构层数少、质脆、性能易受环境影响。
然而，拥有复旦大学微观结构控制专业背景，又先后在剑桥大学、哈佛大学对光子晶体有过深入研究的田丰不信邪。
2015年，攻读完哈佛大学博士后之后，在“万众创新大众创业”的浪潮下，田丰毅然回到中国，开启了创业之路。
历经6年磨难，田丰成功带领光驭科技实现了三维光子晶体工程化。2021年12月，看着光驭科技大产线产出第一片膜后，田丰与团队忐忑地对大膜片进行了光谱测试，经检测，这片膜完全符合产品要求。
光驭科技大产线第一片光子晶体薄膜
“这一刻，我终于知道我们之前做的都是浮云，都是梦。”田丰在朋友圈激动地记录下了光驭科技第一片大规格光子晶体膜下线后的心情。
“光子晶体膜大规模市场化挑战很大，光驭科技应该是全球范围内第一家真正实现三维光子晶体工程化的企业。”据田丰介绍，经过近两年的产线优化、产能产量提升，目前光驭科技已进入商业化元年。
02
打破颜料寡头垄断 赢得巴斯夫战投
将光子晶体应用于建筑节能、包装防伪、防护伪装以及穿戴装饰，这听起来像是科幻电影里的桥段，而光驭科技却一次次用材料技术证明了这是一个令人惊奇的事实。
“这种材料最大的特性在于‘不需要颜料来生产颜色’。”据田丰介绍，光驭科技通过将尺寸和形态均可调控的原材料，制备成具有不同周期特征的超级阵列结构，从而实现不同颜色的呈现，且通过该技术生产的材料具有高透光度。
光子晶体效果颜料产品应用
据田丰表示，光子晶体超材料薄膜的问世，不仅可以为人类带来五彩斑斓的透明颜色，最重要的是，打破了一些特殊颜色的行业垄断格局。
原来，自然界并不存在天然的“蓝色”，蓝色只能通过化工合成，且蓝色颜料的原材料——云母的开采及加工制造过程十分耗能且造价昂贵。而只有化工巨头巴斯夫这种拥有强大整合能力的企业，才能将蓝色染料的成本压得足够低。然而，即便是巴斯夫这样的化工巨擘，也会因上游的云母供应而存在“没蓝”风险。
如今，光驭科技研发的光子晶体超材料让蓝色不再受制于云母的开采或合成。光驭科技可以持续维持供应链的稳定性，市场将“永远有蓝”。
光子晶体效果颜料应用于汽车漆模型
田丰透露，正是基于光驭科技在蓝色领域的突破，巴斯夫创投向光驭科技伸出了橄榄枝，并继2023年3月完成首轮战略投资之后的12个月内又进行了跟投。
值得一提的是，相比普通小分子颜料，光子晶体超材料还拥有两大优势。
一方面，光子晶体超材料可应用于无金属的环境；另一方面，光子晶体超材料色彩更加均匀，加工后亦没有熔接痕（料花）。这对于要求无金属、无磁性、上色均匀要求高的上色产品来说，无疑是个不可多得的选择。
全文共3228字
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