材料沉积喷墨打印及
涂层系统解决方案

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基于Inkjet、EHD、Ultra-sonic等技术的纳米材料沉积喷墨打印和表面涂层知识。

<p>微液滴的生成,其主要过程是如何施以足够大的作用力以扰动连续相与分散相之间存在的界面张力使之达到失稳。<br/>通常,当待分散相某处施加的力大于其界面张力时,该处微量液体会突破界面张力进入连续相中形成液滴。</p><p>使用Inkjet喷墨打印技术,将溶液进行分配,使其形成0.1-1000pL,速度在0.1-10m/s的微液滴,液滴发生频率可设定在0-30kHz之间。液滴一致性误差仅为0.1%。</p><p>适用于多种材料发生的液滴在空中撞击,融合或破碎的过程的探究;不同材料微液滴发生过程的探究;</p><p>微液滴在空中受环境影响的探究;微液滴撞击基板的探究;微液滴挥发过程的探究等。</p><p><br/></p><p><br/></p>

微液滴发生

微液滴的生成,其主要过程是如何施以足够大的作用力以扰动连续相与分散相之间存在的界面张力使之达到失稳。
通常,当待分散相某处施加的力大于其界面张力时,该处微量液体会突破界面张力进入连续相中形成液滴。

使用Inkjet喷墨打印技术,将溶液进行分配,使其形成0.1-1000pL,速度在0.1-10m/s的微液滴,液滴发生频率可设定在0-30kHz之间。液滴一致性误差仅为0.1%。

适用于多种材料发生的液滴在空中撞击,融合或破碎的过程的探究;不同材料微液滴发生过程的探究;

微液滴在空中受环境影响的探究;微液滴撞击基板的探究;微液滴挥发过程的探究等。



典型案例

  • 【在基材上发生】微粒打印 ▲

    在颗粒技术和粉末制造领域,需要生产具有均匀特性的颗粒,以达到严格的产品质量。目前的雾器可以产生各种形状的喷雾,但是高气体流量和进料流量以及不同的喷雾方式会导致喷雾空气混合复杂、雾滴轨迹复杂,进而导致雾滴和雾滴壁碰撞、壁沉积、污垢、腐蚀、有害团聚、大粒径分布,最终形成不均匀的产物。近年来,所有以粉末形式生产的材料都不断要求新的粒子特性,以改善有效密度、压实性、连接、分布和定向性,以形成独特的基体材料。此外,生物和制药对高球形颗粒提出了新的要求。如:球形颗粒提供了一种有用和实用的手段,通过提供足够浓度的药物直接作用于靶点,以在预期的几天到几个月的时间内实现适当的药物释放,使药物的药效最大化,因此,特别适合于化疗药物和结核病药物的胶体药物递送。此外,在许多生物、农业和药物测试研究中,会涉及对细胞结构和功能的理解,而其数据/信号的灵敏度和重现性与样品粒子的均匀性有直接关系。喷印技术,是一种快速、可靠、无溶剂的工艺,具有产生单分散液滴的显著优势,可精确控制液滴特性,因此可用于微粒印刷的产生。 MicroFab的MJ-AT-01挤压式压电打印头,喷头喷嘴孔径为30μm,可用于微粒的产生。如:采用纳米银悬浮液和金属有机硝酸银溶液(AgNO3)进行研究,发现喷墨油滴的尺寸将决定最后的线宽,在喷墨打印过程中,悬浮颗粒的存在会增大墨滴在基材上的直径。进一步采用更高的驱动脉冲,可明显提高喷墨打印导电线的成形性。然而,更大的线宽引入会导致较高的熔滴重叠与较低的驱动脉冲相结合,引起胀形现象,使直线度变差。 MicroFab的MJ-SF-80喷头可用于制造具有不同形态和表面特征的颗粒。该设备长34mm,直径12mm,孔板直径80μm,喷墨装置由一个环形压电换能器连接到一个玻璃毛细管组成玻璃毛细管一端连接到进料容器,而另一端具有用于喷射液体的孔板。通过对压电换能器施加电压,换能器产生了封闭在玻璃毛细管内流体的体积变化,进而产生压力波,压力波通过液柱向喷嘴方向传播,孔口处流体柱横截面的骤变会诱发液滴的形成。由于喷墨微点胶是数据驱动的、非接触式的,因此能够以高速率在非平面表面上精确沉积皮升体积。由于是数据驱动的,使用灵活,可应用到生产线进行自动化操作。此外,不需要特定应用的工具,如光罩或屏幕;作为一种添加剂工艺,没有化学废物,属于环境友好型。

  • 【在空中发生】EUV光源液滴发生器 ▲

    光刻机是在半导体领域必不可少的设备,无论生产制造什么样的芯片,都脱离不了光刻机,如果说航空发动机代表了人类科技领域发展的顶级水平,那么光刻机则是半导体工业界最为耀眼的明珠,其具有技术难度最高、单台成本最大、决定集成密度等特点。而目前最为先进的光刻机是有荷兰ASML生产的EUV光刻机,华为麒麟990 5G版首次采用了7nm EUV技术,EUV技术也叫紫外光刻(Extreme Ultraviolet Lithography),它以波长为10-14nm的极紫外光作为光源的光刻技术。具体为采用波长为13.5nm的紫外线,目前1-4代光刻机使用的光源都属于深紫外光,而5代EUV光刻机则属于极紫外光。 本文主要介绍MicroFab的Inkjet技术在EVU上的应用。光刻是制造芯片的关键技术,光刻机通过光源发出的光通过具有图形的光罩(Reticle Mask,又称掩模版)在经过缩图透镜将光罩的图案照射到涂有光刻胶的硅片上,光刻胶在见光后会发生性质变化,从而使光罩上的图形在硅片上刻录,使硅片具有电子路线的作用。 EUV(极紫外光)的产生是通过激光将锡滴作为燃料使其产生等离子体的过程。LPP EUV(激光等离子体极紫外光源)是将高功率的的二氧化碳激光打在直径约为20微米的锡液滴上,通过高功率激光使锡滴膨胀蒸发形成锡蒸汽,然后将蒸汽加热产生等离子体,这个过程会产生极紫外光。产生EUV的燃料可以是锡(Sn)、氙(Xe)、锂(Li),由于氙(Xe)和锂(Li)在实际测试中其产生的功率及工艺无法达到生产要求,锡滴被作为EUV制造的理想燃料。 LPP EUV系统主要包括锡滴发生器、激光器、源收集器、辐射收集器组成。锡滴发生器用于产生作为燃料的锡液滴,用于产生20um的锡滴;激光器用于提供能量源,用于激发锡滴,通过引导激光束至锡滴来激发锡滴产生等离子体;源收集器是一个中空的腔体,其内部为真空环境用于支持等离子体;辐射收集器接收EUV辐射,在产生等离子体的过程中会发生EUV辐射,通过辐射收集器进行收集并将辐射狙击成EUV光束进行后续工作。 其步骤为:1、锡液发生器使锡液滴落入真空室。2、脉冲式高功率激光器击中从旁飞过的锡液滴—每秒 50,000 次。Laser分为两部分,前脉冲和功率放大器。前脉冲和主脉冲击中锡液使其气化。3、锡原子被电离,产生高强度的等离子体。4、收集镜捕获等离子体向所有方向发出的 EUV 辐射,汇聚形成光源。5、将集中起来的光源传递至光刻系统以曝光晶片。 EVU的锡液滴发生装置主要是由MicroFab提供的喷墨压电头组装而成。锡滴发生器主要包含储液器、锡材料、定制化的压电喷头、加热器。储液器用于存储燃料液体,燃料液体由锡材料制成,在超过235℃高温下融化,在气体压力作用下通过压电喷头挤出,由于瑞利破碎形成液滴。 锡滴产生原理:定制化的压电喷头中心一端有3-5μm的小孔为毛细玻璃管,毛细玻璃管外壁粘结压电陶瓷,压电陶瓷在电信号的作用下会发生形变产生振动,振动从压电陶瓷传递至毛细玻璃管。储液器连接至毛细玻璃管的另一端,储液器中的锡材料在加热到高于235℃时形成锡溶液,锡溶液在气压作用下从毛细玻璃管挤出,产生束流。在没有压电陶瓷的情况下,束流将在液滴发生一段距离(约喷嘴直径的100-1000倍)后自然破碎形成液滴,其液滴直径大约为喷嘴直径的2倍或略小,两液滴间隔是喷嘴直径的大约4.5倍,虽然毛细玻璃管外壁没有压电陶瓷的作用液可以产生瑞利破碎,但压电陶瓷可以通过控制毛细玻璃管内的压力控制瑞利破碎,从而使形成液滴的位置更加明确。 如果喷嘴的直径为4μm,燃料液滴可以通过瑞利破碎形成约7μm直径的液滴,液滴分开大约18μm的距离,喷嘴的液滴产生速率对应的瑞利频率与喷嘴处燃料的平均速度和喷嘴的直径相关。 虽然在没有压电陶瓷制动的情况下也可以发生燃料液体束流的瑞利破碎,但压电陶瓷可以通过控制毛细玻璃管内的压力控制瑞利破碎,调制毛细玻璃管内的压力调制离开喷嘴的液体燃料的排出速度,并使液体燃料的束流在离开喷嘴之后以受控制的方式直接破碎为液滴。如果通过压电陶瓷施加的频率足够接近瑞利频率,则燃料液滴形成,液滴被分开的距离由离开燃料喷嘴的平均排出速度和由压电陶瓷施加的频率决定。

  • 【在空中发生】EUV光源 ▲

    在基于使用液态金属液滴目标的激光等离子体的高亮度EUV光源的研究中,相关研究团队展示了基于激光等离子体的极紫外(EUV)辐射源的研究,该激光等离子体是由于纳秒Nd:YAG激光器的辐射与由低温共晶铟锡合金组成的液态金属液滴目标相互作用而产生的。液滴发生器使用商用喷头(MicroFab)构建,并根据强制毛细管射流分解原理进行操作。证明了液滴质心位置的长期空间稳定性,均方根偏差为~0.5 μm。使用低温工质代替纯锡提高了液滴发生器的可靠性和使用寿命。对于液滴目标上激光辐射的时空平均功率密度4×1011Wcm-2和辐射等离子体直径~80μm,激光能量转换为EUV辐射能量的平均效率为13.5±0.135nm等于2.3% (2π sr)–1。使用双脉冲方法,研究人员对源操作的重复脉冲机制进行了建模,并证明了其稳定运行的可能性,重复率高达8kHz,液滴生成重复率超过32kHz,这将允许源亮度大到 ~0.96kW(mm2sr)–1。(上图显示了在激光脉冲冲击后1.3毫秒时液滴的阴影照片,从与激光光轴成90度和17度的两个方向拍摄。液滴直径83μm,液滴重复频率33kHz,Plas=2×1011Wcm2。在图a中,聚焦激光束从右向左传播,在图b中,与图像平面成17°,液滴序列中心的白色辉光是目标等离子体的辉光,图a中液滴轨迹左侧的黑色形成和图b中的黑色圆圈对应于具有以下形状的变形目标液滴具有弯曲边缘的薄圆盘。对于超过2.3毫秒的延迟,可以观察到出现在这个圆盘上的破裂,并且它开始分裂成小碎片。很容易估计,在这种情况下,圆盘厚度不超过200-250nm,并且由于烧蚀而导致的目标物质的蒸发会降低该厚度。)

  • 【在空中发生】激光诱导击穿光谱 (LIBS) ▲

    相关研究团队使用了引起击穿光谱法分析来自气溶胶和微滴的液体(上左图为LIBS实验装置示意图。上右图a为从喷头喷出的90pl液滴,b为LIBS等离子体中的微滴被雾化和电离。)。激光诱导击穿光谱(LIBS)显示能够对溶液中溶解金属的皮克量进行小体积(90pL)定量元素分析。使用532nm双头激光耦合到具有增强电荷耦合器件(CCD)检测器的光谱仪,研究人员研究了单脉冲和共线双脉冲LIBS。气溶胶是使用微雾化器产生的,在同心雾化室内进行调节,并通过直径为1毫米的注射器管释放,这样可以在距离管子出口约2毫米处形成LIBS等离子体。然后用宽带高分辨率光谱仪收集气溶胶和单个微滴的排放物。制备多元素校准溶液,并对气溶胶和微滴系统(MicroFab)的持续校准验证(CCV)标准进行分析,以计算每个系统的精密度、准确度和检测限。校准曲线产生了两个系统的R2值>0.99的相关系数。对气溶胶LIBS测定的精密度、准确度和检测限(LOD)取平均值,然后测定Sr II(421.55nm)、Mg II (279.80nm)、Ba II (493.41 nm) 和 Ca II ( 396.84nm)分别为~3.8%RSD、3.1%偏差、0.7μg/mL。使用微滴分配器(MicroFab直径60μm喷头)将含有90pL的单滴递送到用聚焦激光脉冲产生LIBS等离子体的空间中。在单滴微滴LIBS实验中,对总质量为45pg的单滴的分析导致13%的RSD精度和1%的Al I(394.40 nm)发射线偏差。单滴微滴LIBS发射线Al I(394.40 nm)和Sr II(421.5 nm)的绝对检测限约为1pg,Ba II(493.41 nm)的绝对检测限约为3pg。总体而言,针对单个微滴LIBS确定的精密度、准确度和绝对LOD导致元素Sr II (421.55nm)、Al I(394.40nm)的典型性能为~14%RSD、6%偏差和1pg,Mg II(279.80)和Ba II(493.41nm)。

  • 【在空中发生】NASA实验舱太空观测液晶在微重力下的独特行为 ▲

    美国宇航局在微重力环境中的减重抛物线轨道飞行的初始测试中使用了MicroFab的微分配器。空间近晶质岛的观察与分析(OASIS)项目正在探索微重力环境中自由悬浮液晶的特性。 MicroFab的喷墨分配器用于在液晶表面上沉积液滴。分配器在2014年在国际空间站上飞行的设备上安装,在那里进行完整的实验。 上图显示了使用MicroFab喷墨分配器的气泡室。 空间近晶质岛(OASIS)甘油/水填充物的观察和分析:在每个样品容器上用甘油/水填充Inkjet液滴设备,用于最终实验协议,并更换硬盘驱动器。OASIS研究液晶在微重力下的独特行为,包括它们的整体运动和被称为近晶岛的晶体层的合并。液晶用于电视和时钟的显示屏,它们也存在于肥皂和细胞膜中。该实验允许对这些结构的行为进行详细研究,以及微重力如何影响它们像液体和固体晶体一样起作用的独特能力。

  • 【在空中发生】活体单细胞打印 ▲

    细胞,作为生物结构和功能的基本单位,研究其相关生物行为及其规律与本质,对于探索疾病的机理与治疗手段,有着巨大的意义。对细胞的研究是一个复杂的工程,细胞在人体内处于复杂的微环境之中,且细胞体积微小、种类多样,在细胞水平进行细胞识别、代谢物检测、内部组分分析、细胞结构与功能表征、细胞间相互作用分析等工作也都有着很高的难度。因为样品量小,分析物浓度低,样品体系复杂,细胞水平分析对于传统的研究和分析方法与技术是一个巨大的挑战。 在非均匀电场中采取介电泳(DEP)的方法,可有效进行单细胞的无接触处理。微波通过在覆有三层金属层的柔性印刷电路板上钻孔形成,因此每个微波形成了三个环形电极。聚苯乙烯珠和电池的实施装置,包括一组微波管和一个流体装置,用于从底部向微波管中填充生理盐水缓冲液,并从顶部将颗粒分配到微波管中。有源微波有望替代单流腔或通道芯片,其主要优点是可在不同的位置分离细胞,支持灵活的上清替代,简化单细胞回收程序,保证与标准高密度微量滴度板的机械相容性,但是依然存在高通量的痛点待解决。 在这项技术中,采用MicroFab的Jet Drive III和一个MJ-A喷头,可将聚苯乙烯珠和细胞进行均匀分配,喷射出的液滴体积为0.5nl。实验中,稀释参数为105个细胞/ml,分析每滴细胞的统计分布得知,当每微孔滴10个细胞时,平均期望有0.5个细胞,可以有效获得单个细胞。

  • 【在空中发生】活体单细胞打印 ▲

    使用MicroFab Inkjet技术喷墨打印的大鼠视网膜细胞,这些细胞不仅存活下来,而且还保留了生长发育的能力。(剑桥大学,2013)

  • 【在溶液或介质中发生】细胞封装 ▲

    使用MicroFab Inkjet技术将生物墨水喷射到2% 的氯化钙溶液中,形成嵌入细胞的藻酸盐微球。 上图显示了使用1×10^6个细胞/mL生物墨水制成的一些细胞封装微球。

  • 【在溶液或介质中发生】微球囊打印 ▲

    微球囊是将分散的固体物质颗粒、液滴或气体完全包封在一层膜中形成球状微胶囊的技术,目前已被广泛应用微囊化药物、燃料、香料、粘合剂药物的控制释放、动植物细胞培养、细胞和酶的固定以及生化物质分离等领域,具有广阔的应用前景。 现阶段的研究热点集中于减小微囊的体积和微囊尺寸均匀化。这是由于体积小的微囊具有利于氧和营养物的供应、囊内死腔小和便于微环境投放等优势。常见的溶剂蒸发法、相分离法、界面沉积法和喷雾干燥法等物理化学法,需要在高温条件下或使用反应剧烈的破坏性有机溶剂,制备的微胶囊粒径分布宽,很难满足医药工业和生物技术领域中保持生物物质活性的要求。而喷印技术制备的微球囊具有以下优势: (1)微球囊尺寸高度统一; (2)微球囊的制备尺寸可调整; (3)微球囊的药物释放速率可控; (4)生产规模易于扩大(使用阵列喷头或多喷头); (5)局部给药,避免毒性扩散; (6)生物可降解,无需手术切除。 目前,Jetlab 制备的微球囊,可控的粒径范围15~100 μm。研究显示,采用该系统制备的载紫杉醇微球,对所载的紫杉醇分子本身无破坏,保证了药物的治疗效果,包封率至少可达 67 % ,且粒径均匀,药物释放缓慢。研究表明,喷墨技术生产的微球持续释放超过50天,可有效抑制和逆转肿瘤的生长。

  • 【在溶液或介质中发生】载药聚合物微球打印 ▲

    癌症的治疗过程中发现,许多类型的癌症不仅对一种药物产生反应,而是会对至少两种细胞毒素或两种抗癌药物产生联合反应,而且,药物的综合治疗可有效降低癌症复发的风险。但是,由于多种药物在治疗过程中对剂量的要求会有所不同,因此,与传统的由固体聚合物微球组成的微球不同,科研人员进一步研发了一种双层微球结构,其聚合物的核心被另一种聚合物的涂层包裹,多种负载药物可以针对性的治疗不同类型的癌细胞。此类载药聚合物微囊,利用其可对指定组织、器官的靶向性和对药物的缓释特性,从而有效地降低药物给病人带来的副作 用并提高药物的生物利用度。 目前,该类药物载体的发展和研究重点体现在--开发新型微粒制备方法,提高药物的包封率,并且在最大程度上确保芯材的完整性和活性,制备过程必须安全无毒;其次是通过对微粒壳材的修饰,使其具有良好的生物通透性,从而加强微粒的 包封性能,具有靶向性,对病变细胞或组织具有特异性的识别,让药物穿过人体 内的生物屏障直接作用于病变区域,提高生物利用度。 利用基于MicroFab微压电喷头的微喷射系统,可用于生产双层微球。该系统由两根遮光管组成。外管用于注入形成外壳的液体,而空气注入内管。空气可以用第二种流体代替,从而产生多层球体。

  • 【在溶液或介质中发生】细胞封装(油包水) ▲

    藻类细胞固定化是废水处理、有用代谢物生产和养殖管理的常用技术。然而,目前技术中对固定液滴的大小、微生物种群和生产率的控制需要改进。在这里,Hwa-Rim Lee所在课题组首次使用按需喷墨打印将海藻的孢子固定在海藻酸盐微粒中。通过将藻酸盐-孢子悬浮液打印到氯化钙溶液中来产生带有固定孢子的微粒。他们证明喷墨技术可以通过改变墨水中的孢子密度将喷射液滴中的孢子数量控制在0.23到1.87的范围内。在基于打印的孢子封装后,他们观察到菌体的初始发芽和持续生长,直到培养45天。该研究表明,喷墨打印具有固定藻类的巨大潜力,并且控制封装孢子数量及其微环境的能力可以促进对封装孢子微观相互作用的研究。 将藻类细胞固定在聚合物水凝胶中具有广泛的应用。固定化藻细胞可用于污水处理,以去除养分、金属和工业污染物。捕获的藻类细胞还可用于产生代谢物、测量毒性、通过冷冻保存细胞以及管理原种培养物。该技术还能够改善固定化藻细胞的代谢、功能和生长。在水凝胶颗粒中捕获微生物的方法包括将细胞悬浮液常规滴入装有硬化溶液的容器中;挤压滴水;重力驱动滴水;悬浮喷涂。所有这些方法要么速度慢,要么无法充分控制液滴的大小、微生物含量或生产率。一种实用的方法将克服这些缺点。 按需喷墨(DOD)喷墨打印广泛用于各种领域,如生物打印、印刷电子和3D制造。DOD压电喷墨打印在压电喷墨打印机的喷嘴通道中使用了一个压电致动器。电压脉冲会减少装有墨水的腔室的体积,因此有些会以液滴的形式喷出。压电喷墨打印可以在>10kHz下产生大小为1–100pL的液滴。喷射液滴的大小可以通过调整输入电压脉冲或选择合适的喷嘴来控制,并且小于水凝胶中营养物质和代谢物的扩散极限(100-200μm)。小尺寸的微粒可以使捕获的藻类细胞生长过程中的抑制作用最小化。由于能够喷射少量墨水,喷墨打印已被用于封装大分子、药物和哺乳动物细胞。

  • 【在溶液或介质中发生】ddPCR油包水微滴 ▲

    微滴数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)主要是将两种互不相溶的液体,以其中一种作为连续相(油),另一种作为分散相(水),在水/油两相表面张力和剪切共同作用下分散相以微小体积单元的形式存在于连续中,从而成液滴。这种液滴式的反应腔室具有体积小、样品间无扩散等优势。 在ddPCR中,利用微液滴发生系统可以一次生成数万乃至百万个纳升甚至皮升级别的单个油包水微滴,作为数字PCR的样品分散载体。 上图是使用MicroFab的Jetlab®4喷墨打印系统,以30kHz的频率,在油槽的液面下方,喷墨打印水相溶液,形成了稳定的直径45μm左右的油包水微滴,一致性好,排列整齐。(睿度光电2021高通量ddPCR油包水微滴打印测试)

  • 【在溶液或介质中发生】流体动力学研究 ▲

    微米级液滴的精确和有效生成是基于液滴的微流体最常见和最重要的问题之一。主动液滴生成利用额外的能量输入来促进液滴生成的界面不稳定性。在通过有限界面振动在微流体中产生主动飞升液滴的研究中,相关研究团队报告了一种使用受限界面振动 (CIV) 在微流体系统中主动生成飞升液滴的新技术。 CIV是在传统喷墨喷嘴的喷口处首先通过将液体推出然后将其拉回而形成的。液滴在退出过程中被夹断,这与当前的主动液滴生成技术不同,后者仅将液体单向推出。CIV可以在半径为30μm的孔口处主动生成半径范围为约1至28μm的液滴,这与传统的主动生成技术不同,在传统主动生成技术中,液滴始终与孔口相当或略大。实验结果表明,可以通过控制CIV的强度来定制液滴体积。喷墨技术(MicroFab的MJ-AT-01-60喷头)固有的数字特性可以轻松精确地调节液滴体积,使其与数字微流体系统无缝兼容。

  • 【在基材上发生】农药精确变量喷施研究 ▲

    ​农药精确变量喷施技术一直是智能化植保机械的重要研究内容,一直是精细化农业领域的研究热点。农药精确喷施牵涉到农药的有效利用、农产品安全、环境污染和操作者的人身安全等众多问题。如何按照农业要求快速准确地进行喷施作业,并使其具有良好的雾化特性和均匀性是喷施的关键要素。 农药雾滴在叶片表面的沉积、润湿和粘附行为在植物保护中至关重要,因为对它们的研究能有效减少化学品浪费和环境污染。实际中数以百万计的直接作用于植物表面的农药雾滴会到达非目标地点,且这些农药在降落途中可能被风吹离轨道,也可能从植被表面反弹回来。这种偏差导致施药效果降低且施药频率增加,因此,将大多数液滴定位在目标表面以防止化学物质损失在农药植保中是一个非常值得关注的问题。解决这一问题的方法包括用表面活性剂改变农药制剂的流变性质,并对喷雾液滴进行静电充电,以增强在叶片表面的沉积和扩散效果。表面活性剂的加入起到发泡或消泡、稳定或缓冲以及润湿或粘附性质的作用,并降低制剂的界面张力以增强液滴的沉积。来自有机硅氧烷、聚电解质和乙氧基化合物的表面活性剂已被试验证明有效,其效力取决于浓度水平。虽然表面活性剂农药复合物改善了植物表面的液滴沉积,但它受到叶片方向和表面形态、液滴行为和施用系统的抑制。亲水或疏水叶片表面在正面-背面部分暴露于喷雾液滴决定了沉积效率。喷射液滴的电荷叠加也增强了极性吸引和环绕沉积。高电压施加为液滴提供了特有的负电荷,以吸引叶片结构中的正离子。在不同的各向异性的情况下,表面活性剂-农药配方和电极荷电率的组合效应可以最大化液滴在不同叶片表面上的沉积和扩散。 江苏大学课题组利用自己设计的药物液滴观测分析平台研究了不同浓度的表面活性剂和农药制剂在疏水性叶片正面的原位带电单尺寸液滴行为。实验平台可以研究溶液电导率、液滴荷电率、表面张力、静态接触角、疏水性叶片表面上的沉积和润湿面积。定制的液滴发生器与开发的感应电极喷嘴帽相结合,用于产生带电的单一尺寸的液滴。该模型包括一个注射针头,通过头部泵的振荡运动将带电液滴流分配到叶片表面。注射器的不锈钢针头长度为5毫米,直径为0.71毫米,容量为2.5毫升,可产生2至5微升的单个液滴。针头固定在喷嘴帽内,每侧有两个30 × 10 × 3毫米的电极,并连接到容量为15千伏的高压发生器,以在液滴破裂时将负电荷叠加到液滴上。使用平板电极在农药喷洒的连续液滴排放区(适用于扁平扇形喷嘴)获得高性能和最大充电强度的对称电场。该装置是可调节的,以在任何设置下保持针尖和测试台之间的最大距离为50毫米。该装置在一个封闭的实验室内,内部有静风以防止液滴喷射脱轨,湿度为67%,温度为25℃,以提供模拟现场条件的理想液滴蒸发。将不同浓度的表面活性剂-农药复合物的制剂吸入注射泵。以指定的时间间隔转动注射器的旋钮,以喷射带电的液滴大小。 在叶片表面,带电的单一大小的液滴在破裂后具有势能,降落(沉积),膨胀获得动能(扩散),并根据表面的各向异性粗糙度或光滑度粘附(保留)或脱落(反弹)。光谱研究了雾滴在叶片表面的沉积、滞留、扩散、反弹和接触角等撞击行为。由于叶片表面的形态特性是生物稳定的,因此只有配方和应用系统才能得到改善,以增强液滴撞击行为。表面活性剂的加入改变了农药溶液的流变特性,而电荷的叠加有助于液滴撞击叶片表面结构。不同浓度的表面活性剂-农药溶液的电性能和导电性从根本上影响了液滴的荷电性以及液滴在叶片表面的沉积状态。 液滴体积大小的变化直接影响表面活性剂和农药制剂在施用过程中的表面张力。溶液中分子内的内聚力对于较大的液滴尺寸比较小的液滴尺寸更强,因此γ值更大。在所有配方中,液滴尺寸的增加使γ值最大化。相比之下,水溶剂会产生较大的液滴,但在水溶液中混合表面活性剂和农药会产生较小的液滴,从而产生较低的γ值。 在农药喷洒过程中,液滴表现出撞击、弹跳或扩散行为。配方的流变性质和叶片表面的纹理类别影响着撞击过程,这取决于液滴夹带的动能。由于弹跳通常在高冲击力下发生,在本实验中,静电感应原理应用于表面活性剂-农药溶液的液滴时,这种现象是不可见的。带电液滴轰击、固定和润湿叶片表面的时间取决于液滴的体积。在植物的正面叶片上,不同浓度的乳油和制剂的液滴冲击行为不同。液滴在表面的扩散随着溶液中表面活性剂-农药浓度的增加,达到最大平衡点。 总之,在实验室中研究了表面活性剂-农药复合制剂对电荷的响应性,以增强液滴在疏水性叶表面上的撞击行为。该制剂在溶液中表现出表面活性剂和农药作为超级分散剂的特征。除水外,表面活性剂和农药在水溶液中的电导率随着浓度的增加而增加,这进一步增加了液滴的电荷量。喷射液滴流中电荷的叠加降低了γ值,并且总是降低叶片疏水表面的接触角。带电液滴的γ值和静态θ值的下降程度与液滴的大小和体积成正比。 在农药喷雾应用方面,MicroFab研制的微液滴发生系统可以为研究药物喷雾的发生和控制提供一整套研究方案。通过MicroFab的微液滴发生系统可以观测液滴在植物叶面上的运动情况及附着状态。该系统可以很好的应用于农药精确喷施技术的研究。其优点:1、高精度,喷墨产生高度可重复的液滴,可通过聚集产生更大的体积;2、连续变化,从此应用的角度来看,单个滴(20-200 pL)的极小尺寸几乎会产生总(累积)量的连续变化。

  • 【在基材上发生】液滴沉积研究 ▲

    对可印刷电子产品的兴趣,特别是基于纸张和纺织品的电子产品,推动了对多孔基材上胶体液滴喷墨印刷的研究。在无孔基材上,粒子运动和溶剂蒸发的相互作用决定了蒸发胶体液滴的最终沉积形态。对于多孔基材,溶剂渗入孔隙为文献中尚未完全阐明的沉积模式增加了一层复杂性。在多孔基材上的胶体液滴沉积:粒子运动、蒸发和渗透之间的竞争的研究中,研究团队研究了皮升大小的含有纳米和微米级颗粒的水性胶体液滴在纳米多孔阳极氧化铝基材上的沉积(按需喷墨打印系统,MicroFab MJ-Al-01喷头),研究了多孔基材上不同液滴和粒径、相对湿度以及孔径、孔隙率和润湿性。对于所考虑的情况,发现溶剂渗透比接触线附近的蒸发和粒子运动快得多,因此当基材完全吸收溶剂时,众所周知的“咖啡环”沉积被抑制。然而,当溶剂仅被部分吸收时,渗透完成后会存在残留的液滴体积。对于这种情况,有两个时间尺度很重要:由于扩散和平流而导致的粒子运动到接触线的时间tP和残留液滴体积的蒸发时间tEI。它们的比率tP/tEI决定了咖啡环沉积是形成 (tP/tEI<1) 还是抑制 (tP/tEI>1)。

  • 【在基材上发生】纳米尺度液滴的撞击动力学研究 ▲

    纳米尺度液滴铺展与回缩动力学研究等微流体数理研究。

  • 【在溶液或介质中发生】液滴撞击研究 ▲

    相关研究团队采用高速视频成像来研究影响自由悬浮的近晶液晶薄膜的几皮升体积的微滴(由配有MicroFab的MJ-ATP-01喷头的微液滴发生系统生成)。根据撞击参数,特别是液滴速度和质量,观察到三种不同的状态,例如捕获、回弹和隧穿。快速液滴完全穿透薄膜。在它们通过薄膜后,它们被涂上一层薄膜材料,而原始的近晶薄膜保持完整。在某个中间速度范围内的液滴从薄膜反弹回来。撞击后,薄膜变形并将液滴抛回,消耗大量初始动能(上图为冲击速度为4.8m/s的液滴和具有相同速度的卫星液滴从薄膜上弹回。卫星液滴激发初级液滴的振荡,因此当液滴具有扁长的形状和与薄膜的短接触线时,它可以离开近晶薄膜。图像是减去背景的。图像尺寸为170μm×170μm。每帧中的时间以微秒为单位,相对于液滴与薄膜的第一次接触。)。缓慢的液滴被捕获并嵌入薄膜中。在冲击和隧穿过程中,会损失大量的动能。在液滴撞击期间以及随后的薄膜和液滴的机械振动和振荡期间,能量被部分耗散。可以利用高速液滴的隧穿过程来制备具有明确尺寸的近晶壳,其中包含几皮升不混溶的液体。

  • 【在空中发生】气味发生装置(娱乐与虚拟现实) ▲

    香气通过给游戏玩家带来自然的气味来增强游戏的动作。但是,香气的使用更加深入。研究表明,香气可用于引发恐惧,兴奋和许多其他情绪。在游戏中添加此维度将创造更逼真的游戏体验。 MicroFab创建了代号为Pinoke的原型香气生成系统,以演示该技术在游戏环境中的紧凑性和简便性。Pinoke型设备可能位于显示器旁边,正前方,甚至可能像医生的听诊器一样被佩戴。写入软件代码的数字信号触发香气发生器发出精确数量的适当香气。Pinoke顶上的莫霍克号是一个香气盒,当香气材料被消耗掉时,只需将其拆下并更换。 游戏原型Pinoke中的相同技术适用于电影观看体验。声音彻底改变了无声电影,香气也改变了现代电影。香气生成设备还将增强虚拟现实体验。虚拟现实头戴式耳机中的安装设备将以轻松的方式将香气传递给受训者或游戏玩家。将气味纳入虚拟现实训练中将使训练环境更接近现实生活。

  • 【在空中发生】香气发生装置(零售和电商)▲

    互联网或您当地的杂货店的下一个层面将是增加香气。想象一下在当地杂货店的过道上走。您经过烘烤区,特别是盒装布朗尼蛋糕区。您的运动会触发一个传感器,散发出新鲜出炉的巧克力蛋糕的香气。这会诱使您购买巧克力蛋糕吗?甚至使您渴望巧克力蛋糕吗?与单独包装相比,香气的使用可能非常有力,甚至更具说服力。 在香水行业,市场研究可能是一项艰巨的任务。通过使用香气生成设备,公司可以以比当前方法更实惠的成本对最终用户进行市场研究。这些工具不仅高度适用于香水行业,而且还适用于任何希望更多地了解香气对消费者决策产生影响的行业,如:商场、酒店等。 当放置在百货商店中并链接回香水制造商时,内部装有香水产生装置的信息亭将是一种宝贵的工具。使用信息亭的个人可以任意组合,从不同的气味或“香精节点”中进行选择,并在几秒钟内闻到新创建的香精。然后,程序可以在记录信息并将其通过Internet发送回制造商的过程中,始终询问消费者对所创建香水的喜好。该应用程序还可用于市场测试机构甚至研究实验室。

  • 【在空中发生】生物气体传感器(阿尔茨海默氏病早期诊断) ▲

    依据2000年的美国人口调查报告显示,全美范围内约有450万人患有阿尔茨海默症,85岁以上的老年人群体中约有一半人患有阿尔茨海默症,而且,预计2050年患病人口数将进一步攀升至1320万人,每年阿尔茨海默症患者的直接和间接治疗费用高达1000亿美元,对社会和家庭造成严重的影响。阿尔茨海默症的早诊断早干预,可有效延迟疾病的发病,降低治疗费用,提升患者满意度。在对患者的研究中发现,患病初期对气体的识别能力显著下降,且嗅觉信息的处理与海马体体积之间具有很强的相关性,因此可采用生物体的气体测试有效检测阿尔茨海默症的发病。气体识别测试(UPSIT)是最常见的刮嗅测试,但是其不能量化嗅觉阈值,且不同浓度溶液的制备较为繁琐,无法用于疾病的准确预测。 嗅觉测量技术是基于数字控制的高精度喷墨点胶技术,可精准确定人的嗅觉阈值。由于特定气味的阈值被确定为非常高的分辨率,且喷墨微分机能够提供纳摩尔数量的气味每一滴,因此该系统可通过可互换的墨盒来散发多种气味。通过使用试验中使用的气味剂的稀释剂,该分辨率可以延长到单滴分配。 MicroFab嗅觉检测由压电驱动的微分配装置组成,将少量气味源分配到加热元件上,挥发油通过非常低的气流传递给测试者。嗅觉计带有一个配备微处理器的控制框、液晶显示屏和操作按钮,具备下载测试数据的能力。检测时,将控制器预先编程,以对数递增的步进下降计数,并确保测试者在试验之间有足够的恢复时间。 实验选用了一种玫瑰气味剂(苯乙醇),因为它能选择性地刺激嗅觉脑神经而不影响鼻内三叉神经末梢。另选用柠檬气味剂(柠檬提取物)进行实验,因为它会刺激三叉神经。第一次试验中,小剂量的气体(12.06 nl)传送至测试者的输入气流中。在随后的试验中,对数衰减的气味量(09 nl~102.5 nl)被释放在等量的空气中,并且由测试者报告是否闻到另一种气味。 实验发现,MicroFab的嗅觉检测针对玫瑰气味剂(苯乙醇)和柠檬气味剂(柠檬提取物)两种气味,检测灵敏度高,且发现阿尔茨海默症患者的嗅觉阈值(89.02 nl 和74.34 nl)明显高于帕金森氏症患者(23.08 nl 和74.34 nl)。

  • 【在空中发生】爆炸物探测器校准 ▲

    自2001年9月11日起,检测非常低含量的非法物质(化学和生物制剂及炸药)的需求已成为联邦,州和地方政府机构的当务之急。在机场,边境口岸,联邦大楼,港口,使馆和高度安全的区域中,需要能够检测微量上述物质的系统。在这样的区域中已经部署了成千上万的痕量检测器。爆炸物代表一类重要的非法物质,而军事爆炸物(例如TNT,RDX,PETN,HMX)是重要的子类,目前是各种痕量检测方法所针对的重要子类。痕量检测-检测极少量的爆炸物-识别与爆炸物接触的人或物。痕量检测方法已在从手持和便携式到台式或门户的各种仪器中实现。下面介绍一些最常用的检测方法。 检测方法从爆炸物散发的气雾中识别信息。主要问题是在环境温度下蒸气压或高炸药浓度相当低。25°C空气中爆炸性蒸气的浓度范围为千分之1到万亿分之一或更低。因此,检测仪器要么必须采样大量空气,要么具有高灵敏度,首选后一种选择。除了犬的痕量检测外,检测方法还可以分类为:分离方法(气相色谱-GC,高效液相色谱-HPLC,毛细管电泳-CE),离子检测方法(质谱-MS,离子迁移谱-IMS),振动光谱法(红外吸收,拉曼散射等),紫外线/可见光法(发荧光的聚合物,颜色反应),免疫化学传感器或电化学传感器。单个“电子鼻”仪器中可以包含多个传感器。从对当前市场上可用系统的分析来看,IMS跟踪工具似乎非常常用,可以应用于广泛的系统(从手持式到门户)。 在所描述的各种方法中,尤其是在灵敏度的最新改进之后,气雾检测成为了最实用,最可取的检测方法。产生已知爆炸物浓度的气雾的现有系统是基于从固体炸药中提取气雾。这些系统相当大,几乎没有小型化的前景,动态范围也很小。MicroFab的系统可以轻松减小尺寸,并可以作为模块化组件制造,以包含在跟踪检测系统中,以进行定期自动校准。 通过产生已知浓度的爆炸性气雾,气雾发生器提供了一种手段来验证现场系统的检出限及其重新校准。IMS是气雾痕量检测中使用最广泛的技术之一,但是它对由于天气或海拔高度引起的压力变化敏感。气雾发生器可用于在各种操作/环境条件下重新校准IMS系统。 气雾发生器的另一个应用领域是各种仪器之间的比较。当前,关于仪器灵敏度的唯一可用信息来自制造商。每个制造商使用不同的方法来确定和报告其仪器的灵敏度。为了能够比较来自不同制造商的痕量检测器,基准仪器和测试程序是必需的。 为了提高检测极限而进行的持续研究和开发需要非常低浓度的气雾源。期望这种气雾源是便携式的,因为在现场部署的大量气雾痕量检测器是固定的。现有技术不是很精确,不能轻易小型化。NIST已使用MicroFab微型分配器的数据评估了采用喷墨微型分配器的气雾发生器对几种炸药(RDX,TNT和PETN)提供的潜在范围,并显示浓度几乎可以连续变化,范围为每0到百分之一百万亿(v / v)。该范围不仅涵盖当前的检测极限,而且还将涵盖未来新开发的探测器灵敏度的提高。

  • 【在空中发生】气溶胶喷射打印 ▲

      通过Inkjet喷墨打印技术实现气溶胶生成。

  • 【在空中发生】DLLME ▲

    相关研究人员开发了一种使用基于喷墨的分散液-液微萃取 (DLLME) 结合超高压液相色谱-串联测定小麦中黄曲霉毒素 B1、B2、G1 和 G2(AFB1、AFB2、AFG1 和 AFG2)的新方法质谱。通过将提取溶剂(10μL)作为超细液滴(直径约20μm)高频注入样品溶液中,使用按需喷射装置(MJ-AT-01)在传统的DLLME中形成混浊溶液。该方法使用小麦作为代表性基质进行了验证,该基质用乙腈/水溶液进行了预处理。在研究范围 (0.06–6 µg/kg) 内观察到良好的线性,定量限 (0.06–0.18 µg/kg) 低于欧盟为谷物制定的最高水平。所有化合物都获得了令人满意的回收率,范围为 83.2% 至 93.0%,相对标准偏差低于 4.6%。该方法简便可靠,溶剂消耗低,代表了传统DLLME技术发展的新方向。

  • 【在空中发生】气溶胶表面张力研究 ▲

    气溶胶是大气的关键组成部分,在许多工业过程中发挥着重要作用。由于气溶胶颗粒具有较高的表面积与体积比,因此它们的表面特性尤为重要。然而,直接测量气溶胶颗粒的表面特性具有挑战性。在这项工作中,相关研究人员描述了一种测量表面时效 <1 ms 的皮升体积液滴的表面张力的方法,方法是在从微液滴分配器(Microfab MJ-ABP-01 30μm)喷射后立即解决其形状的动态振荡。液滴形状振荡由高度时间分辨 (500ns) 频闪成像监测,液滴表面张力可以在各种液滴尺寸(10-25μm半径)和表面时效(低至100μs)范围内准确检索。该方法已针对含有氯化钠、戊二酸和水的液滴进行了验证,这些液滴的表面张力均不随表面年龄而变化。将微滴分配器方法的实验结果与使用全息光镊方法和使用统计热力学模型预测表面张力的5-10μm半径液滴的互补表面张力测量进行比较。这些方法相结合,将允许研究各种液滴尺寸、成分和表面年龄的液滴表面张力。

  • 【在空中发生】液体气溶胶的平衡吸湿性和水分输送动力学的同时分析 ▲

    相关研究人员证明,通过对探针和样品气溶胶液滴的比较测量,可以高精度地检索气溶胶液滴的平衡吸湿响应以及水冷凝和蒸发的动力学,甚至接近饱和。描述的实验方法,是基于带有新设计的捕集室的电动平衡。通过使用由纯水或已知浓度氯化钠溶液组成的探针气溶胶,可以准确测量气相相对湿度 (RH),不确定度通常小于 0.005。通过快速控制进入腔室的气流,可​​以在 <0.5 s 的时间范围内实现 RH 的阶跃变化。使用这种方法,使用比较程序研究传质动力学,并将结果与​​理论质量通量预测进行比较。氯化钠、硫酸铵、山梨糖醇和半乳糖的随时间测量的质量通量用于计算作为液滴生长因子函数的液滴水活度,允许在几秒钟内检索吸湿性生长曲线。介绍了与新的和已建立的吸湿性热力学预测以及光镊测量的比较,表明在实验不确定性内具有良好的一致性。(微液滴发生器,Microfab MJ-ABP-01 30 μm)

  • 【在空中发生】燃料液滴蒸发动力学研究 ▲

    与使用纯化石燃料相比,使用生物乙醇和汽油的混合物作为汽车燃料可净减少有害排放物的产生。然而,燃料液滴蒸发动力学根据混合比而变化。相关研究人员使用单粒子操作技术来研究乙醇/汽油混合微滴(微液滴发生器,MicroFab MJ-APB-01)的蒸发动力学。电动平衡的使用可以在受控环境中测量单个液滴的蒸发,而光镊有助于研究喷雾内液滴的行为。因此,两种方法的结合非常适合获得蒸发过程的完整图像。他们研究了向汽油中添加不同量乙醇的影响,并观察到乙醇含量较大的液滴需要更长的时间才能蒸发。此外,研究人员发现其方法足够灵敏,可以观察液滴中痕量水的存在。预测乙醇和汽油液滴在干燥氮气中蒸发的理论模型用于解释实验结果。还对光镊中其他气溶胶的环境饱和度进行了理论估计。

  • 【在空中发生】液滴计量 ▲

    美国国家标准与技术研究院材料测量实验室表面和微量分析科学部报告了对微滴进行高度可重复的重量和光学测量,从而深入了解按需 (DOD) 打印的基本原理。DOD 分配器内的基线流体压力控制在 0.02 hPa 以内,从而实现了分配液滴质量的长期稳定性,观察到的异丁醇变化接近 1% (RSD)。重量测量足够灵敏,可以检测并避免分配器内气泡的不良影响。重量和光学速度测量能够一致地确定控制操作变量基线行为的液滴动能。液滴喷射频率、分配装置内的流体压力和一次分配的液滴数量以非线性方式影响质量和速度。

  • 【在空中发生】大气物理水汽标定 ▲

    MicroFab的皮升级微液滴发生系统可用于大气探测。液滴测量范围2~50μm。

  • 【在空中发生】大气化学研究 ▲

    MicroFab的皮升级微液滴发生系统可用于大气微量气体,气溶胶,大气放射性物,冰核,单颗粒物分析,气溶胶-云交互作用等相关研究。

  • 【在空中发生】生物气溶胶液滴(评估气溶胶液滴群中细菌的空气传播存活率) ▲

    感染的空气传播依赖于病原体在宿主之间传播时在气溶胶运输中存活的能力。了解决定空气传播微生物存活的参数对于减轻疾病爆发的影响至关重要。用于体外研究生物气溶胶寿命的传统技术具有系统性限制,无法准确表示这些颗粒在自然环境中会遇到的条件。相关研究团队报告了一种新方法,可以对生物气溶胶存活率作为相关环境条件的函数进行稳健的研究。该方法使用按需液滴技术(MicroFab的MJ-ABP-01喷头,孔口直径30μm)来生成具有定制化学和生物成分的生物气溶胶液滴(每次试验1到100个以上)。这些液滴阵列被电动陷阱捕获并悬浮在受控环境室内。然后在所需的悬浮时间(小于5秒到大于24小时)后将液滴沉积在基板上。随后可以通过在沉积后24小时计算菌落形成单位来确定细菌对雾化的反应。在第一项研究中,由初始半径为27.8±0.08µm 的大肠杆菌MRE162细胞 (108ml-1) 悬浮液形成的液滴在30%的相对湿度下产生并长时间悬浮。在延长至1小时的时间段内测量存活率的时间依赖性。研究人员证明这种方法可以直接研究空气生物学、大气化学和气溶胶物理学之间的界面,以确定可能影响空气传播病原体存活的因素,目的是为公共卫生和生物防御应用制定感染控制策略。 上图(a)是CELEBS(受控电动悬浮和提取生物气溶胶到基质)装置主要组件的展开图。(b)是CELEBS操作示意图。(c,d)是相同生物气溶胶群体悬浮和初始沉积的连续特写图像。与由施加到环形电极的交流波形驱动的液滴的振荡运动相比,由于相机的快门速度较慢,悬浮液滴显示为线条。

  • 【在空中发生】按需喷墨喷墨动力学研究 ▲

    滴点式(DOD)喷墨打印的新兴应用,如印刷电子和生物打印,正导致具有复杂化学和流变特性的各种功能油墨的不断发展,特别是粘弹性聚合物。以理想的速度和体积以及良好的可靠性形成液滴对成功的印刷至关重要。压电式喷墨技术,在不同激励波形参数下,可以用来研究粘弹性油墨DOD喷墨打印过程中液滴形成的动力学和性能。相关研究团队根据四种不同的液滴形成机制,即无液滴形成、单个液滴、一个卫星液滴和多个卫星液滴。提出了一种与过程动力学相关的无因次数方法来构建液滴形成过程的工作相图,量化液滴形成过程的过渡。系统地研究了双极波形参数对液滴形成的影响,包括液滴速度和液滴直径。此外,导电微线和微图案的印刷是在形成良好的液滴下精确控制的。为全面了解粘弹性油墨按需喷墨打印过程中的液滴生成动力学提供依据,以指导生成理想的功能油墨液滴,提高喷墨打印器件的性能和功能。

  • 【在空中发生】气动输送 (PCP) 打印 ▲

    在当今时代,喷墨打印(IJP)技术在机械、电子甚至生物设备的制造中发挥着重要作用。然而,目前的IJP技术无法处理粘性油墨,这极大地阻碍了广泛的工业应用。在“基于超疏水表面的气力输送打印”的研究中,相关研究团队发现利用喷嘴端面的超疏水材料结合气流的拖动和剪切作用,可以在相当低的喷射/挤出压力下产生微米级的液滴。这种传统IJP技术的变体称为气动输送印刷(PCP),能够处理粘性油墨。分别使用微型泵和微型压电作为墨水挤出机的两个PCP原型是自制的,以展示打印性能。对于使用微压电的PCP,最大允许粘度约为 700 mPa s。此外,由于墨水挤出速度较慢,PCP过程中管道或墨水腔内的压力和孔口处的剪切速率远小于传统 IJP。进行了实验和模拟,以揭示所提出的PCP技术的机制。