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智能手机上突出的后置摄像头何时会被淘汰?超表面的实现完全忽略了光的特性，有望将相机镜头的厚度减少到传统镜头的 1/10,000。然而，尽管取得了这些进步，但由于高生产成本和复杂的工艺，挑战仍然存在。尽管如此，最近的一项研究揭示了一种可溶于水的“模具”，提高了制造过程的效率。

由浦项科技大学机械工程系和化学工程系的 Junsuk Rho 教授、机械工程系的 Joohoon Kim 和材料科学系的 Heon Lee 教授领导的合作团队高丽大学工程学院通过开发水溶性模具完成了一项壮举。通过其成功应用，他们成功地制造出了完美的高分辨率和高纵横比超表面。这些研究成果发表在光子学领域权威期刊《Photon X》上。

生产超表面有两种主要技术。电子束光刻涉及使用电子束绘制图案，但其成本相当高且制造速度慢。相比之下，纳米压印光刻采用雕刻模具来冲压所需的结构，使其成为一种更经济、更快速的方法。然而，这种方法也有其自身的挑战，特别是在与模具分离过程中存在损坏结构的风险。结构越大，损坏的可能性就越大，这对实现超表面至关重要的必要高分辨率和高纵横比造成了困难。

为了解决这些限制，研究团队设计了一种水溶性纳米压印模具。他们没有将结构与模具物理分离，而是采用了将模具溶解在水中的技术，从而消除了损坏结构的风险。水溶性模具是使用聚乙烯醇(PVA)制造的，聚乙烯醇是一种易溶于水的柔性材料。

此外，研究团队利用水溶性模具进行了实验，成功制作了面积达1厘米的超透镜。这种超透镜表现出高分辨率和 10:1 的高纵横比，使其能够转录1)小于 100 nm 的结构。值得注意的是，模具在可见区域内保留了其功能。这种新颖的方法提供了一种经济实惠且快速的纳米压印工艺，能够实现高分辨率和高纵横比的结果。

领导这项研究的 Junsuk Rho 教授解释说：“这项研究代表了通过使用水溶性模具的纳米压印实现高分辨率和高纵横比的成就。” 他继续说道：“我希望这种方法与基于深紫外光刻的大面积模具制造技术相结合，不仅能够批量生产透镜，还能够批量生产各种超表面。这些进展将为经济且快速的超表面制造铺平道路。”

这项研究是在科学和信息通信技术部资助的韩国国家研究基金会 STEAM 研究项目以及 POSCO 产学研综合研究中心项目的支持下进行的。