很多基本的物理化学过程都发生在流体界面上，比如蒸发、吸附、扩散、反应、不稳定性与声学共振效应等。操控流体界面，对理解和控制这些基本的过程具有重要的意义，从而在微流体、化学反应控制、结构材料制备、溶液加工与组装、生物分析和声学调控等方面具有十分广泛的应用。本论文借助微结构的界面调控作用，在毛细作用力尺度下制备和控制多种流体界面，实现流体界面的图案化。分别结合泡沫演变实现二维网格化的气液界面构造，结合疏水微结构的界面实现图案化气泡的捕获，结合微流体技术实现任意流体界面图案化界面的构造，实现了在功能材料的组装、声波的传输调控和微型光电器件制造方面的应用。本论文开展的主要研究工作如下:　　1.微结构调控泡沫演变实现图案化。泡沫中不同大小气泡的演变因内部压强的不同会出现“弱肉强食”的Ostwald ripening演变模式。通过微结构调控气泡的局域界面曲率从而调控气泡内部的压强，进而调控气泡间的气体传输，实现了调控气泡的演变。通过调控微结构的间距，可以实现反Ostwald ripening的生长模式制备完美的气泡阵列。通过调控微结构的排列，可以实现气泡演变的“集聚效应”来控制泡沫的演变方向。通过微结构间距与排列的协同调控，实现了泡沫的可编程图案化。这种微结构调控曲率实现的泡沫图案化控制，改变了多年来泡沫难以控制的观念，为调控其它体系的演变过程提供了新思路。　　2.气泡模版法印刷功能材料。以图案化的气泡为模版，发展了一种普适的功能材料网格图案化的印刷方法。通过把功能材料加入到泡沫溶液中，使功能材料在图案化的气泡之间的边界处聚集、组装而印刷到基材上。利用这种方法实现了银纳米颗粒、PEDOT/PSS、PS微球的二维网格化的组装。其中银纳米颗粒制备的透明导电膜导电性最高达5.4Ω/sq，透明性最高达96％，显示出了良好的透明性和导电性。这种基于气泡模板的印刷方法在功能材料组装、器件制备方面具有重要的应用价值。　　3.疏水界面捕获图案化气泡用于低频宽带的声波调控。通过仿生设计微结构，使Wenzel态和Cassie态交替出现，制备了图案化的气泡阵列。基于气泡的Minneart共振特性，不同的气泡阵列被用来阻挡不同频率的声波。声学研究表明，体积分数仅为3％的单层的气泡阵列就可以使特定频率的声波透过率从60％减少到0.02％。利用这种方法制备了多层气泡阵列，实现了低频率宽频带声波的调控。这种新颖的气泡控制声波的方法为声波操控提供了新的思路。　　4.发展了一种普适的流体界面图案化方法。利用表面微结构结合微流体技术，通过使用流体间相互取代，实现了不相容流体间的界面图案化。通过调控微结构的浸润性，实现了水、油和气体等流体相互之间的8种流体对的图案化，建立了任意流体图案化与浸润性关系的相图，并通过实验用22种流体之间的数十种流体图案化进行了验证。通过对流体界面力学分析，提出了几何结构的设计原则，用于制备不同形貌的流体图案。结合浸润性和几何结构的设计，实现了多种流体的界面可编程图案化。这种通用的流体图案化技术为研究界面上发生的基本物理化学过程提供了重要平台，在化学合成、生物分析及功能器件制备方面具有重要的意义。　　5.利用流体图案化技术制备三维微型光电探测器。通过使用水溶和油溶的量子点，借助流体图案化和蒸发组装技术，形成了双组分量子点的三维共组装结构。通过使用电极材料及光电活性材料，组装了结构为Ag/P3Ht∶PCBM/PEDOt∶PSS的三维微型光电探测器。在偏压为5V，光照为13.5mW/cm2条件下，器件电流开关比为102，响应性为833mA/W,显示了良好的光电响应性。该技术在多功能材料组装、新型光电器件的研究方面具有重要意义。