高折射率(HRI)聚合物被廣泛用于物理數據存儲、微透鏡、增透膜、波導、集成光子環膜和太陽能電池等光學領域。然而，大多數聚合物的折射率(n)在1.3 - 1.7范圍內，難以滿足高性能光學設備需求（大多數光學器件需要n > 2.0的材料才能實現高性能運行和小型化）。為了實現HRI，設計聚合物時往往加入摩爾折射大、摩爾體積低的元素（例如：S、Se、CI、Br、I）。雖然可以提高聚合物的折射率，但是這種方法不僅可能導致聚合物有毒，還可能會使聚合物著色。
通過形成梯度折射率(GRIN)也可達到增加折射率相同的光學效果。動物眼睛的折射率相對較小，范圍為1.33-1.52，但是它們提供了驚人的圖像質量。動物眼睛擁有晶狀體表面的折射和由折射率梯度引起的晶狀體側面的折射這兩種獨特性質，導致焦距能力增強、鏡頭透明度和鏡頭深度增加。這一想法能在微波頻率下工作的超材料中成功實現。但是，可用的GRIN在可見和近紅外光譜區間中非常有限。為了模擬自然GRIN鏡片，已存在了幾種解決方案。最常見的策略之一是多層共擠（具有不同折射率的聚合物納米層的連續沉積）、另一種策略是獲得具有液晶(LC)液滴的聚合物基質。最近，3D打印晶格狀聚合物層聚合物基體中存在孔隙或3D打印過程中通過聲波形成氣泡，在鏡片中實現了GRIN效果。但這些方法所需技術不僅精細而且復雜。基于此，來自ITMO大學的Sofia M. Morozova、Alexandr V. Vinogradov和阿聯酋迪拜XPANCEO互聯網城新興技術研究中心的Valentyn S. Volkov研究團隊基于聚（離子液體）(PILs)開發了具有高GRIN值的薄膜和透鏡。與非離子聚合物相比，PIL的一個重要優勢是能夠通過改變離子對的性質來編程它們的正確連接。光學特性很大程度上取決于離子的性質，當反離子從大變小時，聚合物的結晶度可以從無定形變為高度結晶。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1002/adom.202402488
原文作者：
Tatiana G. Statsenko, Georgy A. Ermolaev, Dmitry Gets, Denis S. Kolchanov, Ivan Yu Chernyshev, Alexander V. Polezhaev, Igor E. Eliseev, Victor Ukleev, Jochen Stahn, Alexey S. Taradin, Aleksey V. Arsenin, Sergey V. Makarov, Alexandr V. Vinogradov, Sofia M. Morozova, and Valentyn S. Volkov
DOI:10.1002/adom.202402488
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