光學是一門古老的科學。隨著近代光學和光電子技術的迅速發展，光學工程與技術在生物醫學等領域中顯示出前所未有的重要作用及廣闊的應用前景。在傳統光學系統中，每個部件必須長時間地保持其物理形態跟功能的穩定不變，以便維持系統的正常工作。伴隨著醫學技術的日益進步，研究者急需研制出一種可植入光學器件。這種光學器件不僅能夠在特定的醫學有效時間內維持植入器件的功能，隨后又可以在人體中自然溶解，并在預定的時間被身體吸收而完全消失，從而不再需要進行二次手術。為滿足醫學上的這一需求，“瞬態可溶微納光學技術”應運而生。

“瞬態可溶微納光學技術”是在“瞬態可溶電子技術”的基礎上，基于可控溶解生物材料，結合光學技術和和綠色微納加工技術，由陶虎課題組于國際上率先提出的。相關成果以“The use of functionalized silk fibroin films as a platform for optical diffraction-based sensing applications”為題發表于近期的Advanced Materials（影響因子18.96）。審稿人對這一新概念給出了極高的評價：“這項工作毫無爭議地展示了生物蛋白材料在光學與光電子學上的潛在應用，開辟了‘瞬態可溶微納光學’這樣一個全新的方向，同時也具有極大的商業化價值”。

據了解，“瞬態可溶微納光學技術”是利用蠶絲蛋白與光學衍射元件的完美結合，實現的蠶絲蛋白光學衍射元件，兼具二者獨特的優點。

• 光學衍射元件是由微納加工技術制造的具有微浮雕結構的傳統光學器件，它可以將入射的干涉光在透射或反射模式下轉變為所需的衍射圖案（圖1）。

而衍射圖案的性能對元件周圍環境及其結構完整性有強烈的依賴性，從而表現出潛在的高靈敏度傳感應用，如可用作折射率傳感器（圖2）或濕度傳感器（圖3）。

據陶教授介紹，“瞬態可溶微納光學技術”的研制過程中發現，由于光學衍射元件一般都是工作在透射模式下，蠶絲蛋白光學衍射元件用于生物體藥物釋放實時監控時，透射模式顯然不可能滿足這一要求。針對這一問題，陶教授團隊開創性地開發出蠶絲蛋白光學衍射元件的反射工作模式，攻克了這一難題。

• 天然提取的蠶絲蛋白近期引起了大批科研工作者的廣泛關注，因為利用其制備的蠶絲蛋白薄膜對可見光幾乎完全透明，有很高的機械強度和表面光滑度，所有這些優異的性能都使其成為制備光學部件的合適材料。此外，蠶絲蛋白作為一種天然的生物材料，它還具有良好的生物兼容性，并且能長時間保持摻入其中的生物分子的生物活性，這使得蠶絲蛋白光學衍射元件在生物傳感應用方面具有極大的優勢。更重要的是，蠶絲蛋白光學衍射元件的降解速率可以被精確控制。這些都為開辟瞬態可溶微納光學這一新興領域提供了契機（圖4）。

目前，陶虎團隊將此項研究成果開創性地應用到了信息保密和生物醫療領域中?；谠撗芯?，課題組已實現了簡單信息的保密與重現（圖5）。

在生物醫療方面，已經完成了動物實驗利用“開始藥物釋放-釋放情況反饋-藥量達到停止給藥”模式成功地治愈了背部感染的活鼠（圖6），驗證了其技術的可靠性。

此外，研究小組還積極地與外界合作，以便實現研究成果的市場推廣與應用。不僅如此，陶教授還將帶領團隊繼續致力于瞬態可溶微納光學技術相關的其它一系列科學應用研究，推動該技術領域的不斷發展，并將引領其發展方向。