功能性复合材料是两种及以上不同特性的组分构成的新材料,结构复杂多样,拥有独特的性能。例如,由碳氢和碳氟化合物组成的两相体系的Janus液滴具有一定的物理形貌时,会出现一种独特的结构着色现象,从而具有优异的光学性质;由弹性体基质和内嵌物（液滴、颗粒等）组成的具有特定结构的弹性体复合材料具有精确分布的内嵌物时,会被赋予良好的光学和机械性能。但是,目前结构色Janus液滴和弹性体复合材料的制备工艺面临巨大的挑战,缺乏一种简单可控地制造结构色Janus液滴以及特定结构弹性体复合材料的方法。针对目前存在的问题,结合微流控技术和3D打印技术的优点,首先建立了一套微流控3D液滴打印系统,可控地制备了结构色Janus液滴和液滴-硅橡胶弹性体复合材料;然后,通过实验分别探究了影响Janus液滴的结构色光圈尺寸的因素以及影响弹性体复合材料响应性形变的因素;接着,通过有限元模拟与实验证明了弹性体复合材料形变的可控性与可设计性;最后,结合设计编译的G代码,打印了由结构色Janus液滴组成的彩色图案以及制造了具有复杂结构的弹性体复合材料,成功拓展了Janus液滴在光学、功能显示领域以及弹性体复合材料在软体机器人、防伪材料领域的应用。主要研究内容和取得的创新成果如下:（1）建立了一套简单快速、精准可控以及普遍通用的微流控3D液滴打印系统,在具有剪切变稀性质的卡波姆水凝胶中三维打印了尺寸、位置精确可控的液滴,实现了固体打印材料向液体材料的转变。（2）基于微流控3D液滴打印系统,结合温度诱导相分离法,可控地制造了一种结构色Janus液滴。该液滴的尺寸、空间取向和位置能够灵活控制,且可以通过改变温度切换液滴显色状态。深入研究了两种油相比例、液滴尺寸、非离子型表面活性剂比例对彩色光圈尺寸的影响,发现了表面活性剂是影响结构色产生的重要因素,并利用自主设计的G代码打印了特定形状的彩色图案,如猫、鱼等。（3）以微流控3D液滴打印系统为手段,结合硅橡胶的疏水性和对醇的渗透汽化特性,可控地制造了一种液滴-硅橡胶弹性体复合材料。该材料制备方式简单,具有响应性形变和形变回复性能。通过ANSYS SCDM和ABAQUS对弹性体复合材料在醇中的弯曲变形进行了有限元模拟,证明了单侧液滴体积的膨胀导致变形的结论,同时表明了模拟结果与实验结果一致。（4）通过结构设计、G代码编译,制造了多种复杂结构的弹性体复合材料,如可进行抓取动作的“三角爪形”结构、实现动态开/合过程的“花瓣形”结构以及可变形为数字和字母的多重结构。