表面张力限制的液滴微流控技术在材料、化学、生物等领域有着广泛的应用。简便、高效地高通量制备微液滴阵列是表面张力限制的液滴微流控近年来在该领域的研究热点之一。随着微流控技术的不断发展以及传统实验方法所暴露出的种种弊端,人们迫切希望微流控技术可以替代传统实验室,并将传统实验室中所涉及的操作集中在一个芯片上。这种高通量的实验方法不仅实现了材料高通量的合成、表征与检测,也进一步促进了平台的集成化、微型化、自动化和便携化的发展。在本论文中,我们提出了一种简便、可控、高通量制备液滴阵列的方法,并在该方法的基础上进行材料高通量制备的研究。首先,本文重点介绍了一种简单、高通量、低消耗、可控的液滴阵列的制备方法。内容包括图案化表面的制备、液滴产生的过程、该方法的适用范围、液滴体积的影响因素,以及在不连续去润湿过程中存在的横向尺度效应等。利用这种方法,百万计的液滴可以在几秒钟内产生(通量高达375KHz),并且可以有效的控制液滴的位置、几何形状和体积,这对于材料合成,药物的筛选,晶体的制备等应用具有重要的作用。在本论文中,我们系统探究了影响液滴体积的影响因素,包括液滴的尺寸,液体的粘度,涂布速度等。并在此过程中,发现了液滴尺寸与液滴接触角的对应关系,提出并定义了在不连续去润湿过程中的横向尺度效应,通过研究液滴产生的过程解释了这一现象产生的原因,之后我们还研究了不同尺寸的液滴对蒸发模式的影响,并利用聚集发光材料对这一现象进行了验证。金属有机框架材料作为一种新颖的多孔性材料在气体存储、传感、催化、分子分离等方面具有广泛的应用。在本工作中,我们利用涂布的方法在不连续去润湿的过程中高通量制备MOFs单晶,并通过调节涂布速度精确控制其晶体形貌和生长取向。我们通过MOFs晶体在不同尺寸液滴中的生长进一步验证了横向尺度效应,并探究了不同尺寸的液滴对液体蒸发模式的影响,为未来功能材料的研究提供了新的发展方向。微透镜阵列在光发射器件,传感器,光纤耦合器件,发射激光器以及微流控系统等领域有着广泛的应用。在过去的几十年中,人们对于具有特定形状与可控光学参数的微透镜的需求逐渐增加,迫切需要一种方法可控地制备出满足各种实验需求的微透镜。在本论文中,我们利用涂布的方法高通量低消耗地可控制备微透镜阵列,在数十秒内制备出百万量级相互独立的飞升至纳升大小的微透镜,并且通过调节涂布速度,液滴的尺寸对微透镜的大小和曲率进行有效的横向调节,通过多次涂布对微透镜进行纵向调节。通过横向调节和纵向调节的方式,我们实现了对微透镜的曲率、数值孔径以及焦距的大范围调控,从而满足多种实验的需要。除此之外,我们通过聚二甲基硅氧烷将基片上的微透镜进行转印,从而制备出具有柔性衬底的凸透镜和凹透镜,并利用该透镜成功实现了凸透镜和凹透镜的成像。基于表面张力限制的微流控芯片,我们还尝试了其他材料合成方面的应用,包括利用对准平台进行金属纳米材料的合成,聚合物微颗粒的制备以及配位聚合物的合成等。我们利用对准平台实现了金纳米颗粒的合成和筛选,并在同一芯片上制备出具有不同形貌的金单质;通过涂布的方法在芯片上实现了光刻胶、PLGA等微颗粒的制备,为未来微颗粒功能化制备奠定基础;此外,我们也尝试了配位聚合物在芯片上的自组装生长,在验证可行性的同时,也为将来在表面张力限制的微流控芯片上实现材料的可控生长和合成奠定基础,虽然实验有待于进一步优化,但是为实现微流控芯片代替传统实验室提供了经验和可能。