集成光子器件的研究促進了信息技術(shù)的快速更新?lián)Q代，隨著器件集成度的不斷提高，亟需在各種復雜表面上高精度制造光子結(jié)構(gòu)。納米印刷作為一種新興的微納制造技術(shù)，通過調(diào)控納米印刷墨滴蒸發(fā)過程中多種物理過程，探究液滴浸潤行為與功能材料可控組裝的關(guān)系與規(guī)律，可實現(xiàn)基本單元高精度印刷制備，具有適用材料廣、納米套印多材料等特點。但是，在復雜曲面上，由于不連續(xù)的氣-液-固接觸線和Laplace壓差，液體內(nèi)功能納米材料的組裝行為更加難以精確控制。 近日，中國科學院化學研究所的蘇萌副研究員（青促會會員）等人與蘇黎世聯(lián)邦理工大學合作，提出了一種完全非光刻的納米印刷曲面微納結(jié)構(gòu)策略。首先，結(jié)合格子 Boltzmann模型理論，分析了曲面液體內(nèi)Laplace壓差引導納米顆粒的組裝行為，并通過共聚焦顯微鏡詳細記錄液滴曲面收縮行為，闡明了納米粒子在彎曲液體介質(zhì)中組裝的調(diào)控機制。其次，通過調(diào)節(jié)基底浸潤性和含有納米材料墨水的濃度，實現(xiàn)了直徑2-10 mm的圓柱曲面上印刷制造單納米顆粒精度微納結(jié)構(gòu)陣列，并建立了曲面印刷微納結(jié)構(gòu)相圖。最后，通過多次套印實現(xiàn)了紅色和綠色熒光納米材料的復合微納結(jié)構(gòu)，在曲面上顯示了差異化的光致發(fā)光特性。此外，基于納米粒子組裝的光子結(jié)構(gòu)展示了曲率依賴的多波長傳輸和發(fā)射特性，為光子操縱和信息傳播在復雜空間環(huán)境中的應用提供了科學基礎(chǔ)。 
研究成果以“Non‐lithography hydrodynamic printing micro/nanostructures on curved surfaces”為題發(fā)表于近日出版的《Angewandte Chemie International Edition》（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202007224）上。第一作者是蘇萌（青促會會員）副研究員，通訊作者是宋延林研究員。上述工作得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金委和中科院青促會的資助。
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