亚结构具有在天然材料或工程结构中所没有的独特特性。这些特殊的特性不是来自于化学成分，而是来自于对其几何结构和尺寸的精确设计。质谱表现出各种显著的特性，如负折射、超散射和超透镜，能够在微观水平上精确控制电磁波。这使得设计出传统材料无法实现的新型功能设备成为可能。
传感器在现代技术和工程技术中起着至关重要的作用。它们为各种自动化系统、智能设备、健康监测设备和环境监测系统提供重要的数据支持，帮助人们更好地理解和控制他们的环境和条件。随着技术的进步和创新，传感器的功能和性能不断得到提高。有各种范围的传感器，包括光学传感器、压力传感器、温度传感器、生物传感器和曲率传感器等。每个传感器都有其特定的应用领域和工作原理。例如，光学传感器可用于测量光的强度和颜色，压力传感器可用于测量流体或气体的压力，而温度传感器可用于测量环境温度的变化。近年来，由于人工智能的广泛应用，对仿生机器人的研究取得了重大进展。仿生机器人的肢体运动和触觉反馈的实现严重依赖于曲率传感器。
柔性材料是设计优秀的曲率传感器件的关键。聚酰亚胺是一种常见的工业材料，具有优异的热稳定性和力学性能，使其成为曲率检测的理想材料。
本文介绍了一种折纸元结构OMST，实现了将电磁诱导透明转换为电磁诱导吸收，并利用电磁诱导吸收实现了液晶可调曲率传感功能。当电磁波照射时，谐振器1实现EIT现象，在0.883 THz时出现一个透明窗口（见图2）。当引入谐振器2时，OMST的相位被调节，EIT现象转变为EIA（见图3）。OMST使用柔性材料聚酰亚胺，在谐振器1层和2层之间注入的液晶是向列相液晶（HTW114200-100）。当EMW入射时，OMST共振频率从0.998 THz变化到1.006 THz，相应的吸收率从0.937变化到0.65（见图4），实现曲率检测功能。当液晶受电场控制状态改变时，曲率传感功能检测范围也随之改变。OMST具有较高的检测精度，可用于对小物体的曲率进行检测，在平整度检测和智能机器人方面具有潜在的应用价值。
图1. 单元的示意图OMST: (a) 结构平面示意图, (b) 弯曲结构的示意图, (c) 俯视图, (d) 右视图, (e) 俯视图, 和 (f) 在x方向上弯曲的右视图。
图2. (a) OMST的传输响应曲线，电场分布图：(b) 在0.436 THz，(c) 在0.883 THz，和 (d) 在1.33 THz。
图3. 从EIT到EIA的三个过程及相应的吸收曲线。
团队介绍
章海锋现任南京邮电大学电子与光学工程学院光电信息科学与工程系教授，系主任，硕士生导师，领导科研团队“不可能完成的Mission”。作为负责人，近年来主持国家及省部级项目8项。2011年至今，以第一作者或者通信作者在SCI/EI检索期刊上发表280余篇，第一作者发表的SCI/EI论文已经累计被他引5090余次，2022-2023年，连续两年入选由斯坦福大学John P. A. Ioannidis教授团队发布的全球前2%顶尖科学家榜单“终身科学影响力排行榜(1960-2022)，(1960-2023)”与“2022年, 2023年度科学影响力排行榜”。
2020年-2023年发表的4篇论文分别被美国光学协会(OPTICA)评为2020年度和2021年度“Spotlight on Optics”论文；是美国物理联合会(AIP)、美国光学协会(OPTICA)、英国物理学会(IOP)、电气和电子工程师协会(IEEE)、Elsevier 综合类学术期刊的活跃作者。2020 年，出版专著《周期性等离子体介质结构的电磁特性及应用研究》，（章海锋，文永刁，哈尔滨工业大学出版社，）该书列入“十三五”国家重点图书出版规划项目《航天先进技术研究与应用系列》（国之重器出版工程），并入选2017年度国家出版基金资助项目《航天先进技术研究与应用系列》。并已经申请专利数十项，授权100余项。在学术兼职方面，现任中国（南京）知识产权保护中心技术专家库专家，长期担任应用电磁学、光学、等离子体技术等领域重要国际SCI 期刊论文审稿人。
刘发展，2002年出生，目前就读于南京邮电大学。主要的研究方向为超材料，偏振转换，电磁诱导透明，电磁诱导吸收和准连续域束缚态。目前在Physics of Fluid，Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures，International Communications in Heat and Mass Transfer期刊上发表论文三篇。
文章信息
Tunable origami metastructure based on liquid crystal for curvature sensing in terahertz band
Fa-Zhan Liu, Jing-Wei Huang, Zhen-Hao Xing, and Hai-Feng Zhang*
Physics of Fluids 36, 087153 (2024)
https://doi.org/10.1063/5.0227023
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期刊介绍
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