Research direction

      “软物质”这一概念最早由P. Gennes在1991年的诺贝尔获奖感言中提出，描述的是介于液体和理想固体之间的材料，如胶体、泡沫、液晶、凝胶、聚合物、活性物质等，其功能组装具有自发性，同时能够灵敏感知多种外部刺激。液晶是一种典型的软物质材料，兼具液体的流动性和晶体的各向异性，在过去的半个世纪，液晶材料与技术得到了飞速发展，已经成为主流的平板显示技术，走进千家万户。液晶中存在着丰富的相态，包括向列相、近晶相、胆甾相、蓝相等，具有独特的物理性质和可控的指向/位置有序性，可通过分子自组装构筑各式各样的微纳结构。时至今日，液晶研究的范畴已不仅仅局限于显示，成为多学科前沿交叉领域的重要研究课题，在光通讯、元宇宙、微纳机械、能源转换、生命健康、空间技术等方面发挥着不可或缺的作用。

       本中心致力于以液晶为代表的软物质材料及其与光相互作用的研究，深耕十余年，从材料-效应-结构-器件-应用进行一体化设计与全链条创新，持续取得重要进展。从液晶材料的独特物性及光学元器件的发展趋势出发，结合“自上而下”的结构化诱导取向及“自下而上”的分子层自组装，系统研究了如何在液晶等软物质中构建一维、二维乃至三维微纳结构和拓扑结构。利用光控图形化技术精确控制手性螺旋结构的空间排布，探索了手性液晶层级结构的构筑及其在外场下的精准调控，研究液晶态软物质结构与光参数的构效关系。据此开发了超轻薄、主动式、多维度的光场调控元件，进而在可见至太赫兹的不同波段实现对光场的高效率、多维度的产生、操控及探测，应用于通信、传感、成像、计算等不同领域。此外，蚕丝蛋白、纤维素等生物质软材料也将为发展绿色环保、生物兼容、可植入、可拉伸的软物质光学平台提供新的途径。

       迄今，共发表高水平论文100余篇，多篇论文入选ESI高被引、热点论文，被同行大量正面引用评价，被学术媒体广泛报道。成果连续荣获2018年度、2019年度“中国光学十大进展”，获2023年中国光学工程学会科学技术奖（自然科学类）一等奖。本中心培养的研究生获基金委优青、中国光学学会优博、王大珩光学奖、江苏省优博，获互联网 大学生创新创业大赛省金奖及全国银奖。成果应用方面，中心成员领衔创立了南京南辉智能光学感控研究院平台，并孵化了南京晶萃光学科技有限公司，组织职业化队伍推进液晶平面光学元件的成果转化，服务华为、京东方、504所、歌尔等多家科研院所和龙头企业，将液晶微结构元件应用于光通信、激光雷达、激光控制等实际应用领域。

       总之，本中心在液晶与软物质光子学方面研究特色鲜明、学术影响广泛、应用前景明确，为物理、光学与光电子学、信息科学等学科发展和光电仪器进步做出了重要贡献。未来将持续推进基于液晶等材料的软物质光子学的基本概念、前沿应用和发展前景，为液晶非显示应用开辟一条有价值的新路径，不断丰富软物质的科学研究内涵，推动新一代信息光子技术的发展与变革，具有显著的学术价值和积极的社会意义。