美国范德比尔特大学的研究团队在《科学进展》杂志发表重要研究成果，成功开发出基于金属-半导体纳米结构的新型超薄光学器件。这项创新技术通过精确控制金和硫化铜纳米粒子间的能量转移，实现了高效的多色光转换，为医疗监测和环境检测领域带来突破性进展。

研究团队创造性地构建了厚度仅头发丝百分之一的纳米"三明治"结构，通过飞秒激光激发粒子间的共振能量转移。项目负责人颜月明博士解释道："我们发现了金属与半导体纳米粒子间一种前所未有的快速能量交换机制，这种机制能高效地将红外光转换为可见光甚至紫外线。"

该研究具有以下重要突破：

开发出超薄柔性光学器件(厚度<100纳米)

实现高效的多波段光转换(红外→可见光→紫外)

能量转移速度达到飞秒级

器件功耗极低，适合可穿戴应用

在医疗应用方面，这项技术展现出巨大潜力。颜博士表示："我们正在开发绷带大小的成像贴片，可以同时监测健康组织生长和疤痕形成情况。通过分析不同波段光的比例变化，医生能够更精准地评估治疗效果。"研究团队特别指出，这种器件产生的绿光对健康组织敏感，而蓝光则能有效检测疤痕组织。

除了医疗领域，该技术还可应用于环境监测。研究团队正在探索将纳米光学薄膜集成到纺织品或墙面涂料中，开发新一代环境传感器。这些传感器能够以前所未有的灵敏度检测空气中的污染物、气体泄漏以及水中的有害物质。

目前，研究团队正致力于以下研究方向：

优化器件结构以提高能量转换效率

开发柔性基底集成工艺

探索植入式医疗设备的应用可能

提升环境传感器的选择性和稳定性

这项突破性研究不仅为纳米光学领域带来了新见解，也为开发下一代智能医疗设备和环境监测系统奠定了重要基础。随着技术的进一步成熟，这些超薄、低功耗的光学器件有望取代传统笨重的光学系统，推动健康监测和环境感知技术的革新。

更多信息： Yueming Yan 等人，金属与半导体纳米粒子间的谐波诱导等离子体共振能量转移，Science Advances (2025)。期刊信息： Science Advances