中国的印刷术，会再一次成为我们的骄傲｜宋延林( 二 ) 文章转载自“格致论道讲坛”

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我们通过制作对液滴黏附和不黏附的图案，让液滴按我们的预想分割成不同的等份。用这些不同的分割图案，可以进行不同的化学反应，而且化学反应之间不互相干扰。
这是美国《纽约时报》对我们工作做的专题报道。

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我们是怎么实现这一点的呢？实际上我们就是在材料表面上构造不同的图案，通过控制这个图案的对称性来精确控制液滴的运动行为，包括它的运动速度、旋转方向和落点性质等。

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【中国的印刷术，会再一次成为我们的骄傲｜宋延林】▲固体碰撞（牛顿摆）
虽然我们研究的是印刷，但在研究过程中，发现里面有很多现象跟经典的认知有很大的出入。比如全世界中学生都在学牛顿碰撞定律：作用力和反作用力、大小相等方向相反、动量守恒。牛顿碰撞定律是对刚体的运动描述，之前液滴的碰撞也被认为是符合牛顿碰撞定律的。

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▲液体冲击
上图中液滴碰撞到固体表面以后，发生的现象一种是弹跳，一种是溅射，总体还是符合经典牛顿碰撞定律的描述。
但是像前面展示的那样，我们发现液滴在碰撞后还可以旋转起来，这是跟经典牛顿碰撞定律的描述是不一致的。那么它有什么意义呢？
▲未来：从雨滴中收集能量？
利用这个现象，我们或许能把下雨的雨滴能量利用起来。当雨水驱动基材进行旋转的时候，就可以切割磁力线进行发电。我们想象一下，未来下雨的时候，撑一把雨伞就可以发电，那是怎样的景象。
通过结构控制墨滴的颜色
已完成：20%//////////
初步控制液滴的运动之后，我们又观察到印刷过程中另一个重要的因素，就是颜色的问题。

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我们目前看到的各种颜色主要来源于染料和颜料。染料是化学家对社会的一大贡献，但是随着人们对环保的认识越来越深入，染料生产和使用过程中产生的污染问题越来越受到关注。而我们国家又是染料大国，产量占世界染料总产量的70%以上。

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▲来自纳米结构的颜色，如孔雀（左），欧珀（右上）和蝴蝶（右下）
我们关注到自然界中一种特殊的颜色——结构色。像孔雀羽毛、蝴蝶翅膀这样漂亮的颜色不是靠染料和色素产生，而是因为在微观尺度上具有规整的纳米结构。当纳米结构的周期跟可见光的波长匹配的时候，就会发生选择性的反射和衍射，产生相应的颜色。结构色非常漂亮、环境友好，而且永远不会褪色。

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▲左：制备紧密堆积结构的聚合物微球
右：形成期望的颜色
我们基于这样一个想法，设计了一种特殊的纳米颗粒。这种纳米颗粒具有核壳结构，里边的硬核保证它排列周期的准确；外边的软壳能形成大量的氢键，氢键让一个一个小颗粒能够紧密地连接。那么我们就可以通过控制纳米颗粒的粒径，得到相应的不同颜色。