创新点：西安交通大学陈烽教授团队采用仿生设计思路，结合飞秒激光湿法刻蚀技术和软光刻技术实现了一种新颖的抗雾/防污仿生复眼，能够赋予复眼微光学器件优异的拒水性、防雾、抗污和自清洁性能。这种新奇的仿生复眼器件在医疗检测、户外相机和先进光学成像等方面将具有广阔的应用前景。

关键词：复眼，抗雾，抗污，飞秒激光，自清洁

自然界中昆虫的复眼结构是由成千上万个阵列化嵌套密排的子眼组成，晶锥将聚焦后的光信号传输到感光区域，产生视觉感知，这种复眼结构能够帮助它们在复杂的环境中获取更多的信息，并展现出大视场成像、小相差、高灵敏度以及动态捕捉等卓越的成像能力，引起各国科学家极大的研究兴趣。受昆虫复眼结构的启发，近年来研究者们通过多种方法制备了不同类型的仿生复眼结构，旨在追求更优异的光学成像性能。然而，在潮湿低温环境下，环境中雾滴极易粘附在复眼光学器件表面，从而导致其光学性能降低甚至于完全丧失成像性能，严重影响到复眼捕捉光学信息的能力和准确性。虽然可以通过在复眼小眼表面构建纳米结构，使器件表面呈超疏水（使雾滴滚走）或超亲水特性（雾滴在表面铺展形成水膜）来实现一定程度的抗雾特性。然而，这类润湿性表面在雾气环境下极易失效，从而很快丧失成像能力。此外，超疏水防雾表面的实现条件之一是其上的纳米结构必须是均匀排布而成，这对目前的微加工技术也形成了巨大挑战。因此，发展一种实用的方法实现一种高稳定度抗雾性能的仿生复眼具有重要的研究价值。

西安交通大学陈烽教授领导的飞秒激光仿生微纳制造团队针对上述问题提出了一种全新的思路：相比于传统的超疏水和超亲水表面，仿生超滑表面具有更为优异的拒液性和极佳的稳定性，能否将这种特性与复眼结构结合，从而制备出一种抗雾性能优异的仿生复眼结构？该团队首先通过飞秒激光曲面湿法刻蚀技术制备了具有微凹透镜阵列的凹面模板，随后利用软光刻技术将该结构全部转移至聚二甲基硅氧烷上，最后将具有微凸透镜阵列的复眼结构浸泡在硅油溶液中，利用聚合物的溶胀特性使硅油浸入到PDMS材料，形成一种润滑油灌注的超滑复眼表面，如图1所示。器件的形貌如图2所示。单个小眼的直径在100μm，高度15μm，并呈六边形紧密排列在半球表面。制备出的复眼表现出良好的均匀性和一致性。

为了验证器件的抗雾特性，研究者在高度雾化环境下检测了复眼的抗雾能力。在显微镜下实时监测器件的成像变化，结果如图3所示。可以发现相比于普通的仿生复眼，所制备出的抗雾复眼在雾化环境中具有更持久的保持成像清晰的能力。该文章还进一步通过实验验证了复眼器件的自清洁效果，如图4所示。被污染后的复眼表面经过清水的简单冲洗可以达到表面的自洁净。此外，该复眼对水、牛奶和果汁等常见液体均表现出良好的斥液性，不会被上述液体污染。

此项工作为制备抗污染的复眼光学器件提供了一种新思路。这些具有独特抗雾、抗污染能力的仿生复眼有望在机器视觉、生物医疗领域和户外光学系统中展现出重要的应用价值。相关研究成果发表在Advanced Optical Materials上，西安交通大学博士生李敏静和硕士生杨同震为论文的共同第一作者，西安交通大学陈烽教授和杨青教授为论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费、机械制造系统工程国家重点实验室和微纳制造与测试技术国际联合实验室的资助与支持。