電流體動(dòng)力噴印（ElectrohydrodynamicJetPrinting）是一種非接觸式的打印技術(shù)，通過施加電場(chǎng)來(lái)誘導(dǎo)墨水從噴嘴向基板噴射，屬于增材制造領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)。由于能打印多種類型的墨水并獲得理想的分辨率，該技術(shù)在電子設(shè)備、傳感器和顯示等領(lǐng)域受到關(guān)注。作為功率放大器的應(yīng)用領(lǐng)域之一，Aigtek安泰電子在該測(cè)試領(lǐng)域深耕多年，今天我們就將為大家分享一篇來(lái)自牛津大學(xué)的領(lǐng)域研究成果，大家一起學(xué)習(xí)一下。

　　針對(duì)這一領(lǐng)域，牛津大學(xué)HarishBhaskaran在SmallScience上發(fā)表了綜述文章，介紹了電流體動(dòng)力噴印的概念及原理，詳細(xì)回顧了墨水、打印系統(tǒng)和基底三個(gè)方面對(duì)噴印效果的影響，并對(duì)該技術(shù)的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。

　　在第一章中，作者首先介紹電流體動(dòng)力噴印的概念及原理。有別于電流體動(dòng)力霧化的其他應(yīng)用，電流體動(dòng)力噴印的主要特征是噴嘴與基板間距小于1mm，且墨水在電場(chǎng)作用下以射流形式噴出（而非墨滴）。因此，電流體動(dòng)力噴印主要由導(dǎo)電毛細(xì)管、氣源/注射泵、高壓源和可移動(dòng)平臺(tái)組成，并配有計(jì)算機(jī)和顯微攝像機(jī)用于控制及觀察。當(dāng)向系統(tǒng)施加電勢(shì)時(shí)，電荷遷移向毛細(xì)管末端的半月面，當(dāng)界面處積累了足夠電勢(shì)時(shí)會(huì)與基底產(chǎn)生靜電勢(shì)，電應(yīng)力最終將墨水拉向基底，實(shí)現(xiàn)材料沉積。

　　墨水是電流體動(dòng)力噴印的核心，作者在第二章詳述了墨水的各方面性質(zhì)對(duì)噴印的影響。首先，墨水的表面張力決定了墨水在毛細(xì)管末端保持液面的能力，從而決定了開始噴印所需要的電驅(qū)動(dòng)力。表面張力較低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致較長(zhǎng)的夾斷時(shí)間，形成不穩(wěn)定的衛(wèi)星液滴，而表面張力過高時(shí)，施加的靜電力則無(wú)法破壞液面而實(shí)現(xiàn)噴射。因此，有研究者在墨水中加入了表面活性劑，用于改變表面張力及流動(dòng)模式。此外，對(duì)于膠體型墨水，膠體的濃度也會(huì)影響墨水的表面張力，并最終影響噴印的穩(wěn)定性。之后，作者還基于現(xiàn)有的理論和經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)，闡述了墨水電導(dǎo)率、弛豫時(shí)間、粘度和墨水流量對(duì)噴印的影響機(jī)制，并指出了開發(fā)優(yōu)秀墨水的標(biāo)準(zhǔn)及思路。

　　現(xiàn)階段，不同來(lái)源（商用、改造或自制）的打印系統(tǒng)具有截然不同的硬件配置和參數(shù)，但每個(gè)小組通常只能基于自己的設(shè)備進(jìn)行研究，難以全面比較來(lái)自不同系統(tǒng)的參數(shù)。因此在第三章中，作者比較了打印系統(tǒng)不同的參數(shù)對(duì)電流體動(dòng)力噴射的影響。具體而言，本章討論了噴嘴的直徑、形狀和數(shù)量產(chǎn)生射流的效果，以及施加電位、噴嘴-基底間距和操作條件對(duì)噴印分辨率和穩(wěn)定性的影響。

　　在第四章，作者關(guān)注了電流體動(dòng)力噴印中基底的作用，并回顧了基底改性的策略與機(jī)制。通過化學(xué)、物理或電氣控制，可以改變基底的表面能、粗糙度、均勻性和電氣特性，從而影響射流形態(tài)、潤(rùn)濕過程、干燥過程以及材料的結(jié)晶和附著性能，最終獲得不同效果的材料沉積形貌。

　　在文末，作者對(duì)該領(lǐng)域的未來(lái)做出了展望。與光刻、蒸鍍和濺鍍等方法相比，電流體動(dòng)力噴印無(wú)需高成本的真空、潔凈條件，并能實(shí)現(xiàn)納米級(jí)精度的增材制造，是值得探索的研究領(lǐng)域。在未來(lái)，電流體動(dòng)力打印有望與其他技術(shù)進(jìn)行集成，例如原子力顯微鏡、機(jī)器學(xué)習(xí)視覺監(jiān)控等，在電子、光學(xué)、傳感器甚至生物工程領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。

　　電噴印屬于電液動(dòng)力耦合技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)方向，其原理的實(shí)質(zhì)是將電能直接轉(zhuǎn)換成動(dòng)能，利用電場(chǎng)誘導(dǎo)產(chǎn)生流體運(yùn)動(dòng)。電噴印利用高壓脈沖電場(chǎng)將流體從噴嘴處“拉”出，得到微滴于收集板上。該系統(tǒng)的激勵(lì)部分脈沖電壓由信號(hào)發(fā)生器和高壓放大器組合生成，通過設(shè)置信號(hào)發(fā)生器輸出波形，將信號(hào)接入到高壓放大器，通過高壓放大器能夠生成高壓信號(hào)。

　　Aigtek安泰電子ATA-7000系列高壓放大器最大輸出電壓20kVp-p（±10kVp），最大輸出功率100Wp，最大輸出電流40mAp，在電噴印技術(shù)研究中有著重要的應(yīng)用，為更好的進(jìn)行科研實(shí)驗(yàn)提供了條件。

　　ATA-7000系列高壓放大器

　　最大輸出電壓20kVp-p（±10kVp）

　　帶寬（-3dB）DC~100kHz

　　最大輸出電流40mAp

　　驅(qū)動(dòng)高壓型負(fù)載

西安安泰電子是專業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率放大器模塊、功率信號(hào)源、射頻功率放大器、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高科技企業(yè)，為用戶提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品，請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)www.xiangmeiwang.com或撥打029-88865020。

原文鏈接：http://www.xiangmeiwang.com/news/2992.html