2月22日，中國科學(xué)院化學(xué)研究所綠色印刷重點實驗室研究員宋延林課題組科研人員對泡沫演變過程進行了有效調(diào)控，解決了困擾該領(lǐng)域科學(xué)家百余年來的科學(xué)難題。該研究成果發(fā)表在近期出版的《自然—通訊》（Nat. Commun.）雜志上。

 

泡沫具有高比表面積、可壓縮性、聲波控制、光學(xué)衍射和散射等特殊性能，并同時具有固體和液體的力學(xué)性質(zhì)，是一個不穩(wěn)定的體系?！按蟮母?、小的更小”是人們對泡沫的普遍印象。這類似于叢林法則的“弱肉強食”現(xiàn)象，被科學(xué)家們成為“奧斯瓦爾德熟化”機制。上百年來，這一機制成為人們研究并利用泡沫的難題。

 

近年來，宋延林課題組在納米材料印刷及圖案化領(lǐng)域開展了系統(tǒng)研究。他們在固體表面打印和構(gòu)造了精確可控的三維微米結(jié)構(gòu)，突破傳統(tǒng)印刷技術(shù)的精度極限，實現(xiàn)了微納米尺度精細圖案的印刷及納米功能材料的可控組裝，并發(fā)展了在印刷電子及可穿戴器件領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

在此基礎(chǔ)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種帶有微米結(jié)構(gòu)的模板可以用于調(diào)控二維泡沫的演化。在泡沫中的氣泡生長演變過程中，微米結(jié)構(gòu)能調(diào)控氣泡的表面曲率半徑,使其不再隨體積增大而增大，甚至還出現(xiàn)隨體積增大而減小的情形?！斑@樣，泡沫的演變由原來的‘弱肉強食’變成了‘限富濟貧’的模式，正是‘反奧斯瓦爾德熟化’的模式?！毖芯咳藛T表示。

 

同時，他們還通過改變微結(jié)構(gòu)的幾何排列，調(diào)控泡沫演變成所設(shè)定的圖案，從而實現(xiàn)二維泡沫演化的“可編程性”。據(jù)了解，圖案化的二維氣泡有望在透明電極等光電器件上應(yīng)用。