集成光子器件的研究促进了信息技术的快速更新换代，随着器件集成度的不断提高，亟需在各种复杂表面上高精度制造光子结构。纳米印刷作为一种新兴的微纳制造技术，通过调控纳米印刷墨滴蒸发过程中多种物理过程，探究液滴浸润行为与功能材料可控组装的关系与规律，可实现基本单元高精度印刷制备，具有适用材料广、纳米套印多材料等特点。但是，在复杂曲面上，由于不连续的气-液-固接触线和Laplace压差，液体内功能纳米材料的组装行为更加难以精确控制。

近日，中国科学院化学研究所的苏萌副研究员（青促会会员）等人与苏黎世联邦理工大学合作，提出了一种完全非光刻的纳米印刷曲面微纳结构策略。首先，结合格子 Boltzmann模型理论，分析了曲面液体内Laplace压差引导纳米颗粒的组装行为，并通过共聚焦显微镜详细记录液滴曲面收缩行为，阐明了纳米粒子在弯曲液体介质中组装的调控机制。其次，通过调节基底浸润性和含有纳米材料墨水的浓度，实现了直径2-10 mm的圆柱曲面上印刷制造单纳米颗粒精度微纳结构阵列，并建立了曲面印刷微纳结构相图。最后，通过多次套印实现了红色和绿色荧光纳米材料的复合微纳结构，在曲面上显示了差异化的光致发光特性。此外，基于纳米粒子组装的光子结构展示了曲率依赖的多波长传输和发射特性，为光子操纵和信息传播在复杂空间环境中的应用提供了科学基础。

研究成果以“Non‐lithography hydrodynamic printing micro/nanostructures on curved surfaces”为题发表于近日出版的《Angewandte Chemie International Edition》（Angew. Chem. Int. Ed. 2020, DOI: 10.1002/anie.202007224）上。第一作者是苏萌（青促会会员）副研究员，通讯作者是宋延林研究员。上述工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金委和中科院青促会的资助。