液滴蒸发引起的“咖啡环”效应广泛存在于自然界及日常生产生活中。然而，在诸多实际应用场景中，这种非均匀的环状沉积往往带来负面影响。例如，在喷墨打印过程中，功能材料的非均匀沉积会显著降低器件质量和性能。因此，深入研究蒸发液滴内部复杂的动力学机制，并探索高效的咖啡环抑制方法，对于推动先进印刷制造工艺的发展至关重要。然而，由于液滴蒸发过程涉及多尺度、多物理场耦合，其内部流动与传质机理仍未完全厘清，且目前仍缺乏通用、简便且高效的咖啡环抑制手段。这已成为包括喷墨打印在内的多项先进技术发展的关键瓶颈。

针对这一问题，本研究依托自主搭建的多物理场耦合实验平台与多方法原位表征体系，系统解析了液滴蒸发过程中的复杂流体力学行为，深入揭示了咖啡环形成的关键机理，并提出“界面捕获”作为抑制咖啡环的核心方法。

首先，利用实验平台开展了胶体液滴在低压环境下的蒸发自组装实验。研究表明，低压环境能够显著加快液滴的蒸发速率，而液气界面的快速下降则能有效诱导胶体颗粒的捕获，从而在宏观上有效抑制咖啡环的形成。在微观上，气液界面的颗粒自组装成功构建了均匀有序的光子晶体，进一步提升了沉积结构的质量。基于实验观察与理论分析，提出了低压辅助蒸发自组装（Low-Pressure Assisted Evaporative，LPAE）方法，并展示了其在印刷电子等领域的应用潜力。

随后，开展了主动气流强化胶体液滴蒸发自组装实验。通过理论建模与实验测试，确定了由径向壁面射流驱动的主动气流速度分布，并根据胶体颗粒的沉积特征优化了气流参数。数值模拟与流场观测揭示，通过主动气流可以有效调控蒸发通量分布，促进液滴内部产生剧烈的涡旋流动，而快速蒸发则强化了界面捕获机制，三者协同作用有效抑制了咖啡环效应。在此基础上，提出了主动气流强化蒸发自组装（Aerodynamic Control of Evaporative Self-assembly，ACES）方法，建立了一种不依赖于溶剂组分和基底性质的通用型咖啡环抑制方法，在实际应用中展现了极高的灵活性与适用性。

此外，探索了挥发性胶体液滴在不互溶液体基底上的铺展组装行为，深入阐明了胶体颗粒在流体界面自组装过程中涉及的多尺度耦合动力学机制。实验结果表明，胶体液滴在液体界面的蒸发-铺展过程中，宏观尺度上由Marangoni效应驱动液滴铺展，介观尺度上则出现蒸发诱导的去润湿现象，而在微观尺度上，胶体颗粒的自组装受到了毛细力与DLVO（Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek）相互作用的共同推动。基于这些机制的深入理解，成功实现了大面积、低缺陷的二维胶体组装膜的构筑，为通过流体界面制备高性能材料提供了一种简便而高效的新方法。

综上所述，本研究系统地揭示了胶体液滴蒸发过程中的复杂流体动力学及咖啡环形成机制，创新性地提出了以“界面捕获”为核心的LPAE与ACES两种咖啡环抑制方案。该研究为提升喷墨打印制造技术、制备高质量光子晶体提供了全新的技术路径与重要理论依据，具有显著的理论指导意义和广泛的应用价值，对相关先进制造工艺的发展具有重要推动作用。