多年來，泡沫以其特殊的性能，如高比表面積、可壓縮性、聲波控制、光學衍射和散射、以及固體和液體的力學性質等，被應用在材料科學、海洋工程、環境科學、生物醫藥、化學工程、食品生產及微電子學等方面，對人類的生存和發展具有重要的作用。

自1873年比利時科學家Plateau開創了泡沫物理學以來，人們對泡沫結構及演變規律的研究已經有了一百多年的歷史。盡管研究者們對于其演變規律已經有了比較詳盡的認識，然而對演變的調控一直存在著巨大的挑戰。最主要的原因是泡沫中大小不同的氣泡在奧斯瓦爾德生長的影響下，大的越大，小的越小，呈現出一種“弱肉強食”的現象。數十年來，研究者發明了一系列方法去控制這種演變，比如施加外場（引入溫度、磁場梯度）,引入泡沫穩定劑（納米粒子，蛋白質，表面活性劑），使用惰性氣體等。然而這些方法只能減緩泡沫的演變，卻無法實現泡沫演變的“可編程式”的調控。因此，新的調控方式的出現顯得非常必要。

值得一提的是，泡沫世界的這一“弱肉強食”的叢林法則即將被科學家打破。中科院化學所宋延林課題組發現了一種巧妙的方法，能夠對二維泡沫演變模式的調控，可以將泡沫世界的“弱肉強食”調控為一種“限富濟貧”的新機制，并以此為基礎發展出了一種全新概念的納米印刷術，也為其它類似體系演變的控制提供了方法。這種調控的實現將會在“可編程性”調控多孔材料的力學、熱學、電學、聲學及催化材料等方面有巨大的應用。

研究人員發現，當固體表面不是平滑的，而是具有微米結構的情況下，氣泡在生長過程中會與這些微米結構發生相互作用從而產生形變，使得氣泡的曲率半徑不再隨體積的增大而持續增大，反而可能出現逐漸減小的情形。曲率半徑變小意味著氣泡的長大能力變弱，即大氣泡不再具有吞并小氣泡的能力，從而限制了其持續增長，維持了小氣泡的長久存在，實現了泡沫體系中“限富濟貧”的均一圖案化。

通過調控泡沫演變得到的圖案化的二維氣泡可以為高精度組裝功能材料提供模板作用。將功能材料（金屬納米顆粒，導電聚合物）加入氣液體系中，隨著液滴的蒸發，功能材料就可以在氣泡邊界處進行組裝，形成高精度的網格圖案。以氣泡為模板組裝功能材料的方法不僅新穎，還具有精度高，圖案精確可控的特點。把高精度的印刷技術與傳統的印刷業大面積制造的特點相結合，就可以兼顧二者的優勢，實現光電器件的高精度快速制備。

盡管與傳統的硅基微電子技術相比，目前的印刷電子技術呈現大面積，柔性化，低成本等特點。但是精度低的特點卻限制了其在高精度、集成化等高端電子器件方面的應用。利用泡沫演變實現圖案化，并以圖案化氣泡為模板印刷制備高分辨率功能器件的方法，不僅解決了現代印刷電子技術的低精度的難題，也為綠色印刷低成本制備高端功能器件拓寬了思路。

（編輯：小智）