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浸润性是固体表面的一种重要性质。通过对固体表面进行物理加工、化学修饰及图案化等方法，可以制备具有特殊浸润性的功能材料，从而实现对液体行为的精确调控。基于本课题组在表面浸润性调控、纳米粒子组装、喷墨打印等方面的研究基础，本文致力于研究固体表面浸润性对液体行为的控制与利用，通过对液膜回缩过程进行调节，实现对功能材料的沉积、检测物的富集以及打印液滴形貌与回弹行为的精确调控。本文主要内容如下: （一）超浸润图案化纳米金簇阵列用于集成化SERS痕量检测 痕量检测对于疾病诊断、国家安全、药物筛选等领域具有极为重要的意义。表面增强拉曼散射(SERS)具有操作简便、检测速度快、特异性检测、检测灵敏度高等优点，成为痕量检测的一种常用手段。目前SERS检测存在基底制备复杂、样品消耗量大等缺点。将超浸润图案化基底与电化学沉积过程结合，利用不同浸润性区域在沉积液中的电化学性质差异，实现纳米金簇结构的阵列化制备。同时，在干燥过程中，超疏水表面的超亲水图案能够对液滴进行浓缩，使检测物分子富集在纳米金簇区域。纳米金簇表面的大量SERS活性位点与超浸润图案化基底的富集效应使该基底具有检测灵敏度高、样品消耗少等优点。此外，由于基底超浸润图案的限域效应，能够将多种检测物集成于单个检测芯片，实现互不干扰的快速拉曼检测。该检测芯片的制备及检测方法对高通量检测以及贵重样品的超痕量分析具有重要的意义。 （二）浸润性图案化诱导的打印墨滴自切割研究 实现墨滴动态行为的控制，对高精度打印、功能材料图案化、新型器件制备等应用至关重要。目前主要通过调节墨水粘度与表面张力、墨水浓度、基底浸润性等方式对墨滴在固体表面的铺展、回缩及沉积行为进行控制。但在墨滴本身表面张力的作用下，其最终形貌往往呈现圆形;并且受到打印过程中墨滴铺展过程的影响，难以实现相邻墨滴之间较窄的沉积间距。研究发现，各向异性浸润性基底能够控制打印墨滴的铺展及回缩行为。在固体基底表面构建化学浸润性图案，通过控制墨滴撞击速度与图案形貌，可以实现打印墨滴在基底表面的自切割以及对子液滴数目和形貌进行精确控制。此外，该过程能够抑制不同子液滴间的物质交换，为多种组合化学反应的实时观测和对比提供了新思路。利用液滴自切割实现打印墨滴形貌的精确控制，为高精度打印、精密器件制备与功能材料图案化等方面的研究和应用提供了新途径。 （三）基于浸润性图案化的新型液滴回弹行为研究 液滴撞击后回弹行为控制对于定向输运、新型能量收集与利用等方面具有重要意义。目前对液滴回弹行为的研究主要集中于缩短液滴接触时间与改变液滴回弹方向等两个方面。但目前对液滴撞击后的回弹行为控制还存在极大挑战。液滴撞击在浸润性图案化基底并达到最大铺展时，不同浸润性区域对液膜的粘附力存在差异。通过浸润性图案设计，可以将各向异性粘附力的作用方式进行控制，实现新型的液滴定时定向驱动以及旋转运动。该过程能够将撞击液滴的初始动能转化为定向的平动能以及自身旋转的转动能，首次实现了液滴撞击后回弹方式的改变。通过对浸润性图案进行优化，可以实现回弹液滴的旋转动能转化效率最大化，并利用旋转液滴成功实现对固体基底的定向驱动。该工作为撞击液滴的调控开辟了全新的研究方向，对物体间特殊撞击行为的研究具有指导意义。 （四）浸润性辅助制备MOF包覆海绵用于动态吸附研究 随着经济和社会的发展，人类面临着越来越严重的环境问题，其中大气和水资源的污染尤为突出。金属有机框架化合物(MOF)具有比表面积大，孔隙率高等特点，在吸附、分离、气体存储、催化、传感等领域存在重要的应用前景。对于实际应用来说，微纳米级的MOF粉末对液体污染物进行吸附过程中容易发生聚集，导致材料的性能降低甚至失去活性。受海洋中的生物海绵结构的启发，在聚氨酯海绵表面制备多孔MOF层，得到MOF包覆海绵材料。通过对MOF前驱液表面张力进行调节，使聚氨酯海绵表面达到亲液状态，从而在干燥过程中能够抑制液膜的去浸润行为，实现覆盖率高、稳定性好的MOF包覆层制备。该MOF包覆海绵具有海绵结构本身的宏观三维多孔结构，同时兼有MOF层表面大量的选择性活性位点。在保证高通透性的同时，又具有了高的特异性吸附性能。该材料具有大的快速的动态吸附能力以及良好的再生能力，在有毒气体吸附、污水处理以及分子富集等方面具有广泛的应用前景。