從噴(pen)頭(tou)到(dao)設(she)備(bei)，我(wo)們提供(gong)多(duo)種選(xuan)擇；從科研到產(chan)業，我們展(zhan)示(shi)多種可能。
材料沉積噴墨(mo)打(da)印及
塗層係統解決方案(an)
Inkjet、EHD、Ultra-sonic等(deng)多種微(wei)流(liu)體控(kong)製技術相關文件(jian)、視(shi)頻(pin)資(zi)料。
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塗層係統解決方案(an)
從噴(pen)頭(tou)到(dao)設(she)備(bei)，我(wo)們提供(gong)多(duo)種選(xuan)擇；從科研到產(chan)業，我們展(zhan)示(shi)多種可能。
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> 應用領域
MicroFab的皮(pi)升級微液滴發生係(xi)統可(ke)用於大(da)氣探測(ce)。液滴測量(liang)範圍2~50μm。
MicroFab的皮升級(ji)微液滴發生係統(tong)可用於大氣微量氣體(ti)，氣溶膠(jiao)，大氣放射性(xing)物，冰(bing)核，單顆粒物分析(xi)，氣溶膠(jiao)-雲交互(hu)作用等相關研(yan)究。
澳門大學科技學院土木與環境工程係黎永傑(jie)副教(jiao)授(shou)使(shi)用MicroFab的微液滴發生係統產生不同大小(xiao)的單組分粒(li)子液滴和混(hun)合組分(fen)粒子液滴，用於研究相(xiang)對濕度對(dui)混合粒子吸(xi)濕(shi)性的影(ying)響(xiang)，實驗(yan)研究經曆(li)不同(tong)RH循(xun)環的混合粒子(zi)的吸濕行為(wei)變(bian)化的結(jie)果(guo)表明(ming)，當(dang)大氣中的RH循環(huan)作(zuo)用於具(ju)有反應(ying)性組(zu)分的混合粒子時(shi)，可能會對它(ta)們(men)的吸濕性產生顯(xian)著(zhu)影響，這種現象可能會導致其(qi)形(xing)成產物的光(guang)吸收而加劇加(jia)熱效(xiao)應，進而(er)影響輻(fu)射平衡(heng)和全球氣候(hou)。（2020）
布裏(li)斯(si)托(tuo)爾大學化學學院使用MicroFab的微液滴發生係統（噴頭：MJ-APB-01）將液滴引(yin)入(ru)室中(zhong)，並(bing)通過(guo)感應電極(ji)的存在將小電荷(he)施加到液滴上(shang)，並與電動(dong)力學天(tian)平（EDB）與光散(san)射技術(shu)結合研究了溶質(zhi)種類對水(shui)性氣溶膠微滴之間傳質的影響。探(tan)索(suo)了緩慢的體相擴(kuo)散和表麵有(you)機膜的形成對水蒸發的限製，將(jiang)離(li)子鹽溶液（特別是(shi)氯化鈉(na)和硫酸銨(an)）的蒸發測量值(zhi)與(yu)分析模型(xing)框架的預測值進行比(bi)較，突出(chu)了(le)與量化氣體擴散傳輸(shu)相關的不確(que)定(ding)性。（2020）
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劍(jian)橋(qiao)大學大氣科學中心和生物化學係研究出一種新設計(ji)的冷電動平衡（CEDB）係統，並展示了測量SWD的蒸發動力學和凍結特性方(fang)麵的初步(bu)應用。懸(xuan)浮水滴位置的CEDB室溫度可控製在以(yi)下範圍(wei)內(nei)：−40至(zhi)+40◦C，液滴半徑的測量是通過分析532nm激光的米氏(shi)彈性光散射獲得(de)，Mie散射(she)信號(hao)也(ye)用於表征(zheng)和區分液滴凍結事件；通過對蒸發液滴半徑的時間(jian)分辨(bian)測量，計算了單(dan)懸浮液滴的蒸發率(lv)，並測量了蒸發率隨(sui)溫(wen)度的明顯趨勢(shi)。將MicroFab微液滴生產係統與CEDB聯合使用研究了過冷(leng)液滴的蒸(zheng)發速率和這些(xie)液滴的凍結能力，在未(wei)來的實驗中可用於研究一係列凍(dong)結現象及其對大氣冰核的影響。（2015）
布裏斯托爾大學化學學院利(li)用Microfab的微液滴生成係統產生二(er)氧化矽NPs液滴，結合電動平衡儀(yi)（EDB）和落滴鏈(lian)儀研究了氣相幹燥條件、溫度和相對濕度(du)以及氣溶膠微滴特性對單微滴實驗中幹燥微粒的幹燥動力學和形態(tai)的影響，幹燥微粒形態和表麵性質可以利用來自單液滴測量的先驗動力學數據進行(xing)設計，這(zhe)些數據可用於擴大設計和參數(shu)優(you)化，用於食品和製(zhi)藥行業的大多數中試(shi)噴霧(wu)幹燥機(ji)應用。（2020）
布裏斯托爾大學化學學院(yuan)、英國倫(lun)敦國(guo)王(wang)學院藥物科學研究所和赫特(te)福(fu)德大學局(ju)部(bu)藥物遞(di)送和毒(du)理學研究中心利用MicroFab的微液滴發生係統產生微小液滴，用於研究吸入前和吸入過程(cheng)中氣溶膠顆(ke)粒的大小是如何影響其在肺部內的沉(chen)積位置以及吸入過程中氣溶膠的吸濕性增(zeng)長(zhang)，以準(zhun)確模擬沉積劑量，實驗結果可增強我們對藥物氣溶膠在肺部的藥物沉積的理解(jie)，並使我們能(neng)夠(gou)更準確地預測和操縱(zong)藥物氣溶膠在肺(fei)中的藥物沉積。（2014）
布裏斯托爾大學化學學院使用Microfab的微液滴生成係統（MJ-ABP-01，30μm）和圓柱形電極電動平衡技術結合，可進行液體氣溶膠平衡吸濕性和水傳(chuan)輸動力學的同時分析，通過對探針和樣品氣溶膠進(jin)行微滴生成，可以高精度甚(shen)至接(jie)近(jin)飽(bao)和地(di)恢複(fu)氣溶膠微滴平衡吸濕響應和水凝(ning)結和蒸發動力學。通(tong)過該方法可準確測量氣相相對濕度（RH），其不確定度通常小於0.005。通過快速操(cao)縱進入試驗室(shi)的氣流，可以在
氣溶膠是大氣的關鍵成分，在許(xu)多工業(ye)過程中發揮著重要作用。由於氣溶膠顆粒具有較高的表麵體積比，因此(ci)其表麵特性尤(you)其重要，直(zhi)接測量氣溶膠顆粒的表麵性質是有挑戰性的。布裏斯托爾大學化學學院使用Microfab的微液滴生成(cheng)係統與高度時間分辨頻閃(shan)成像監測結合，描述(shu)了一種測量表麵時效
布(bu)裏斯托爾(er)大學化學學院使用MicroFab的微液滴發生係統和圓柱(zhu)形電極電動平衡技術結合，提(ti)出了一種檢查單個氣溶膠顆粒動態吸濕響應的策略(lve)，允(yun)許直接研究調節顆粒尺寸時間依(yi)賴(lai)性的熱力學和動力學因(yin)素之間的相互作用。在測量不斷變化的液滴尺寸(cun)時，時間分辨率達(da)2.5ms，是該(gai)領域早(zao)期(qi)工作的50-100倍；並且提供了快速改變氣流條件的機會，引發蒸發或冷凝事件，並允許隨後(hou)研究動力(li)學。MicroFab的微液滴生成係統可以快(kuai)速連(lian)續(xu)重(zhong)複蒸發事(shi)件的實(shi)驗，以前的儀器沒有足(zu)夠的穩(wen)定性/再(zai)現性來(lai)允許這種重複測量。(2012)
布裏斯托爾大學化學學院與英國國防科學技術實驗室（DSTL）報(bao)告了一種新(xin)的實驗策(ce)略，TAMBAS（氣載微生物存活的微物理和生物學評(ping)估的串聯方法(fa)，使用MicroFab的微液滴發生係統製備樣(yang)品微滴，以探索影響氣溶膠微滴中氣載(zai)微生物生存(cun)的物理(li)化學和生物學過程之(zhi)間的協同作用。這種創新方法提供了對從氣溶膠液滴生成到局部環境(jing)中的平衡和生存力衰(shuai)減(jian)過程的獨特和詳細的理解，闡(chan)明了之前未描(miao)述的衰減機製。結果表明，蒸發過程以及蒸發過程中氣溶膠顆粒的相態和形態變化影響微生物的生存能力。發現液滴大小影響空氣中細菌的生存能力，這一新方法和數據有助(zhu)於在醫學、獸醫(yi)、農業和農業領域的生物氣溶膠研究中增加對氣溶膠存活和傳染性的機械(xie)理解，包括微生物在大氣處(chu)理和雲(yun)形成中的作用。（2020）
美國宇(yu)航(hang)局在微重力環境中的減重拋物線軌(gui)道(dao)飛(fei)行的初(chu)始(shi)測試中使用了MicroFab的微分配器(qi)。空(kong)間近晶質島(dao)的觀(guan)察與分析（OASIS）項目(mu)正在探索微重力環境中自由(you)懸浮液晶(jing)的特性。 MicroFab的噴墨分配器用於在液晶表麵上沉積液滴。分配(pei)器在2014年在國際(ji)空間站(zhan)上飛行的設備上安裝(zhuang)，在那(na)裏進行完(wan)整的實驗。 上圖顯示了使用MicroFab噴墨分配器的氣泡室。 空(kong)間近晶質島(OASIS)甘(gan)油(you)/水填充(chong)物的觀察和分析：在每個樣品容器上用甘(gan)油(you)/水填充Inkjet液滴設備，用於最終(zhong)實驗協議，並更換硬(ying)盤(pan)驅動器。OASIS研究液晶在微重力下的獨特行為，包括(kuo)它們的整體運動和被(bei)稱為近晶島的晶體層的合並。液晶用於電視和時鍾(zhong)的顯示屏(ping)，它們也存在於肥皂和細(xi)胞膜(mo)中。該實驗允許對這些結構的行為進行詳(xiang)細研究，以及微重力如(ru)何影響它們像液體和固體晶體一樣起(qi)作用的獨特能力。（2011）
相關(guan)研究團(tuan)隊(dui)采(cai)用高(gao)速視頻成像(xiang)來研究影響自(zi)由懸浮(fu)的近晶液晶薄膜的幾(ji)皮升(sheng)體積的微滴（由配有MicroFab的MJ-ATP-01噴頭的微液滴發生係統生成）。根據撞擊參數，特別是液滴速(su)度和質量，觀察(cha)到三種不同的狀態，例(li)如捕(bu)獲(huo)、回(hui)彈(dan)和隧穿。快速液滴完全穿(chuan)透薄(bao)膜。在它們通過薄膜後，它們被塗上一層薄膜材料，而原始的近晶薄膜保持完整(zheng)。在某個(ge)中間速度範圍內的液滴從(cong)薄膜反彈回來。撞擊後，薄膜變形並將液滴拋(pao)回，消(xiao)耗(hao)大量初始動能（上圖為衝(chong)擊速度為4.8m/s的液滴和具有相同速度的衛(wei)星液滴從薄膜上彈回。衛星液滴激發初級液滴的振蕩(dang)，因此當液滴具有扁長的形狀(zhuang)和與薄膜的短接觸線(xian)時，它可以離開近晶薄膜。圖像是減去(qu)背(bei)景的。圖像尺寸為170μm×170μm。每幀中的時間以微秒(miao)為單位，相對於液滴與薄膜的第(di)一次接觸(chu)。）。緩(huan)慢的液滴被捕獲並嵌(qian)入薄膜中。在衝擊(ji)和隧穿過程中，會損失(shi)大量的動能。在液滴撞擊期間以及隨後的薄膜和液滴的機械振(zhen)動和振蕩期間，能量被部分耗散。可以利用高速液滴的隧穿過程來製備具有明確尺(chi)寸的近晶殼(ke)，其中包含幾皮升不混溶的液體。
納米尺度液滴鋪展與回縮(suo)動力學研究等微流體數理研究。
在“具有相同粘度的等直徑皮升液滴二元(yuan)碰(peng)撞的動力學和結果”的研究中，已(yi)經通過實驗研究了具有相同粘度、不同衝擊速度和衝擊角度的等直徑皮升液滴（MicroFab微液滴發生係統）的二元碰撞動力學，並與碰撞結果預測模型進行了比較。檢查了粘度為 0.89mPa s 的純(chun)水滴對和粘(zhan)度為 5.17 mPa s 的含水蔗(zhe)糖(tang) (40% w/w) 液滴之間的碰撞。碰撞液滴的直徑約為38μm，比之前(qian)在檢查粘度對二元液滴碰撞結果的影響時研究的液滴小十倍(bei)左右(you)。改(gai)變撞擊速度和角度會導致不同的碰撞結果，包(bao)括聚結、反(fan)射分離和拉伸分離。碰撞結果繪(hui)製在兩(liang)個粘度相關的狀態圖(tu)上。對於高粘度和低(di)粘度情況(kuang)，狀態邊(bian)界(jie)通常與早期文獻一致。對於兩種流體，實驗和理論(lun)之間的一致(zhi)性使英國布裏斯托大學化學學院和英國倫敦(dun)帝(di)國理工學院土(tu)木與環境工程係的相關研究人(ren)員對這裏測試的模型更有信心(xin)，以預測這種尺寸和這些粘度的液滴的碰撞結果。（2022）
研究表明，水性微隔室中的反應發生率可能與大量反應的發生率明顯不同。大多數研究都(dou)使用電噴霧來生成高電荷微滴的多分散源，從而導(dao)致可能影響反應速率的多種混雜因素(su)（例如，蒸發、電荷和大小）。因此，觀察到的增強的潛(qian)在機製仍(reng)不清(qing)楚。勞(lao)倫斯伯克(ke)利國家實驗室化學科學部相關團隊提出了一種新型電動力學天平——支化四(si)極阱(jing) (BQT)——可用於研究受(shou)控環境中微滴的反應。BQT 允許通過液滴與不同反應物的碰撞並無(wu)限期地懸浮合並的液滴來引發凝聚(ju)相化學反應。BQT 的性能以多種方式表征。對於直徑
農藥精確變量噴施技術一直是智能化植保機械的重要(yao)研究內容(rong)，一直是精細化農業領域的研究熱點。農藥精確噴施牽(qian)涉到農藥的有效利用、農產品安全(quan)、環境汙染和操作者(zhe)的人身(shen)安(an)全等眾多問(wen)題。如何(he)按(an)照農業要求(qiu)快速準確地進行噴施作業，並使其具有良好(hao)的霧化特性和均勻性是噴施的關鍵(jian)要素。 農藥霧滴在葉片(pian)表麵的沉積、潤濕和粘附(fu)行為在植(zhi)物保護(hu)中至關重要，因為對它們的研究能有效減少(shao)化學品浪費和環境汙染。實際中數以百(bai)萬計的直接作用於植物表麵的農藥霧滴會(hui)到達非(fei)目標(biao)地點(dian)，且這些農藥在降(jiang)落途(tu)中可能被風(feng)吹(chui)離軌道，也可能從植被表麵反彈回來。這種偏(pian)差導致施藥效果降低且施藥頻率增加，因此，將大多數液滴定位在目標表麵以防止(zhi)化學物質損失在農藥植保(bao)中是一個非常(chang)值得關注的問題。解決(jue)這一問題(ti)的方法包括用表麵活性劑改變農藥製劑的流變性質，並對噴霧液滴進行靜電充電，以增強在葉片表麵的沉積和擴散效果。表麵活性劑的加入起到發泡(pao)或消泡、穩定或緩衝以及潤濕或粘附性質的作用，並降低製劑的界麵張(zhang)力以增強液滴的沉積。來自有機矽氧(yang)烷(wan)、聚電解質和乙氧基化合物的表麵活(huo)性劑(ji)已被試驗證(zheng)明有效，其效力取(qu)決於濃度水平。雖(sui)然表麵活性劑農藥複合物改善(shan)了植物表麵的液滴沉積，但(dan)它受到葉(ye)片方向(xiang)和表麵形態、液滴行為和施用係統的抑(yi)製。親水或(huo)疏水葉片表麵在正麵-背麵部分暴(bao)露(lu)於噴霧液滴決定了沉積效率。噴射液滴的電荷疊加也增強(qiang)了極性吸引和環繞(rao)沉積。高電壓施加為液滴提供了特有的負(fu)電荷，以吸引葉片結構中的正(zheng)離子。在不同的各(ge)向異(yi)性的情(qing)況下，表麵活性劑-農藥配方和電極荷電率的組合效應可以 大化液滴在不同葉片表麵上的沉積和擴散。 江蘇(su)大學課(ke)題組利用自己(ji)設計的藥物液滴觀測分析平台研究了不同濃(nong)度的表麵活性劑和農藥製劑在疏水性葉片正麵的原位帶電單尺寸液滴行為。實驗平台可以研究溶液電導率、液滴荷電率、表麵張力、靜態接觸角、疏(shu)水性葉片表麵上的沉積和潤(run)濕麵積。定製的液滴發生器與開發的感應電極噴嘴帽相結合，用於產生帶(dai)電的單一尺寸的液滴。該模型包括一個注射針頭，通過頭部泵(beng)的振蕩運動將帶電液滴流分配到葉片表麵。注(zhu)射器的不鏽(xiu)鋼針頭長度為5毫米，直徑為0.71毫米，容量為2.5毫升，可產生2至5微升的單個液滴。針(zhen)頭固(gu)定在噴嘴帽內，每側有兩個30 × 10 × 3毫(hao)米的電極，並連接到容量為15千(qian)伏的高壓發生器，以在液滴破(po)裂(lie)時將負電荷疊加到液滴上。使用平板(ban)電極在農藥噴灑(sa)的連續液滴排(pai)放區(qu)(適用於扁平扇形噴嘴)獲得高性能和 大充電強度的對稱電場(chang)。該裝置(zhi)是可調(diao)節(jie)的，以在任何設置下保持針尖(jian)和測試台之間的 大距(ju)離為50毫米。該裝置在一個封閉的實驗室內，內部有靜(jing)風以防(fang)止液滴噴射脫軌，濕度為67%，溫度為25℃，以提供模(mo)擬現(xian)場條件的理想(xiang)液滴蒸發。將不同濃度的表麵活性劑-農藥複合物的製劑吸入注射泵。以指定的時間間隔轉(zhuan)動注射器的旋(xuan)鈕(niu)，以噴射帶電的液滴大小。 在葉片表麵，帶電的單一大小的液滴在破裂後具有勢能，降落（沉積），膨脹(zhang)獲得動能（擴散），並根據(ju)表麵的各向異性粗糙(cao)度或光滑(hua)度粘附（保留）或脫落（反彈）。光譜研究了霧滴在葉片表麵的沉積、滯(zhi)留、擴散、反彈和接觸角(jiao)等撞擊行為。由於葉片表麵的形態特性是生物穩定的，因此隻(zhi)有配方和應用係統才(cai)能得到改善，以增強液滴撞擊行為。表麵活性劑的加入改變了農藥溶液的流變特性，而電荷的疊(die)加有助於液滴撞擊葉片表麵結構。不同濃度的表麵活性劑-農藥溶液的電性能和導電性從根(gen)本上影響了液滴的荷電性以及液滴在葉片表麵的沉積狀態。 液滴體積大小的變化直接影響表麵活性劑和農藥製劑在施用過程中的表麵張力。溶液中分子內的內聚力對於較大的液滴尺寸比較(jiao)小的液滴尺寸更強，因此γ值更大。在所(suo)有配方中，液滴尺寸的增加使γ值 大化。相比之下，水溶劑會產生較大的液滴，但在水溶液中混合表麵活性劑和農藥會產生較小的液滴，從而產生較低的γ值。 在農藥噴灑過程中，液滴表現出撞擊、彈跳(tiao)或擴散行為。配方的流變性質和葉片表麵的紋理類別影響著撞擊過程，這取決於液滴夾(jia)帶的動能。由於彈跳通常在高衝擊力下發生，在本實驗中，靜電感應原理應用於表麵活性劑-農藥溶液的液滴時，這種現象(xiang)是不可見(jian)的。帶電液滴轟(hong)擊、固定和潤濕葉片表麵的時間取決於液滴的體積。在植物的正麵葉片上，不同濃度的乳油和製劑的液滴衝擊行為不同。液滴在表麵的擴散隨著溶液中表麵活性劑-農藥濃度的增加，達到 大平衡點。 總之，在實驗室中研究了表麵活性劑-農藥複合製劑對電荷的響應性，以增強液滴在疏水性葉表麵上的撞擊行為。該製劑在溶液中表現出表麵活性劑和農藥作為超(chao)級分散劑的特征。除水外(wai)，表麵活性劑和農藥在水溶液中的電導率隨著濃度的增加而增加，這進一步增加了液滴的電荷量。噴射液滴流中電荷的疊加降低了γ值，並且總是降低葉片疏水表麵的接觸角。帶電液滴的γ值和靜態θ值的下降程度與液滴的大小和體積成正比。 在農藥噴霧應用方麵，MicroFab研製的微液滴發生係統可以為研究藥物噴霧的發生和控製提供一整套(tao)研究方案。通過MicroFab的微液滴發生係統可以觀測液滴在植物葉麵上的運動情況及附著狀態。該係統可以很好的應用於農藥精確噴施技術的研究。其優點：1、高精度，噴墨產生高度可重複的液滴，可通過聚集(ji)產生更(geng)大的體積；2、連續變化，從此應用的角度來看，單個滴（20-200 pL）的min小尺寸幾乎會產生總（累積）量的連續變化。
噴墨微圖案化是一種通用的沉積技術，在許多領域都有廣(guang)泛(fan)的應用。然(ran)而，它在植物科學中的應用在很(hen)大程度上尚(shang)未得到探索。葉片膨(peng)脹是植物科學領域 重要的參數之一，並且(qie)已經開(kai)發了許多方法來檢(jian)查葉片不同部分的不同膨脹率。其中，基(ji)於通過數字(zi)成像跟蹤(zong)自然地標的方法需(xu)要複雜的設置，其中葉子必(bi)須保持固定並處於張力下。此外，分辨率僅(jin)限於自然地標的分辨率，這些地標通常很難(nan)找到，尤其是在幼葉中。為了使用人工地標研究葉層(ceng)的精細尺度擴展動態，有必要在葉表麵放置小的非侵(qin)入性標記(ji)，然後在一段時間後恢(hui)複這些標記的位(wei)置。 為了在非常精細的尺度上監測二維葉片擴張，相關研究團隊使用了噴墨微圖案係統（MicroFab,MJ-AB-63-40）在常春(chun)藤(teng)（Hedera helix）的小發育葉片上打印由 0.19mm2細胞(bao)組成的網(wang)格，使用直徑為40μm，間距為91μm的點構成。不同生長階段(duan)的葉子在放大倍數下成像以提取標記的坐(zuo)標，然後將其用於隨後的計算(suan)機輔(fu)助葉子擴展分析。例如，研究人員(yuan)獲得了量化的全局和局部擴展信(xin)息(xi)，並在整個葉子表麵上創建了擴展圖。結果揭(jie)示了短期內精細尺度擴張差異的顯著模式。在這些實驗中，葉子的基部是膨脹的“冷點”，而葉竇是膨脹的“熱點”。研究人員還(hai)測量了對葉子膨脹的強烈(lie)陰影效果。討論了構建用於植物科學的噴墨打印設備所需的功(gong)能，這將進一步擴大可以在這些尺度上打印的組織範圍。 為了將噴墨微圖案技術應用於植物研究，研究人員成功地在常春(chun)藤(teng)葉表麵提供了地標，並實現了對不同生長階(jie)段葉片擴張的高分辨率二維(wei)監測。該測量能夠可靠地識別(bie)植物生長過程中的細微尺度變化。除了提供地標外，該技術還可用於提供微尺度目標生物成分，例如生長激(ji)素，並可能用於直接在葉子上形成傳感(gan)器圖案。
相關研究人員開發了一種使用基於噴墨的分散液-液微萃(cui)取 (DLLME) 結合超高壓(ya)液相色譜(pu)-串聯測定小麥(mai)中黃(huang)曲(qu)黴(mei)毒素 B1、B2、G1 和 G2（AFB1、AFB2、AFG1 和 AFG2）的新方法質譜。通過將提取溶劑（10μL）作為超細液滴（直徑約(yue)20μm）高頻注入樣品溶液中，使用按需噴射裝置（MJ-AT-01）在傳統的DLLME中形成混濁溶液。該方法使用小麥作為代表性基質進行了驗證，該基質用乙腈(jing)/水溶液進行了預(yu)處理。在研究範(fan)圍 (0.06–6 µg/kg) 內觀察到良(liang)好的線性，定量限(xian) (0.06–0.18 µg/kg) 低於歐盟為穀物製定的 高水平。所有化合物都獲得了令(ling)人滿意(yi)的回收(shou)率，範圍為 83.2% 至 93.0%，相對標準偏差低於 4.6%。該方法簡(jian)便(bian)可靠(kao)，溶劑消耗低，代(dai)表了傳統DLLME技術發展的新方向。
微米級液滴的精確和有效生成是基於液滴的微流體 常見和 重要的問題之一。主(zhu)動液滴生成利用額外的能量輸入來促進液滴生成的界麵不穩定性。在通過有限界麵振動在微流體中產生主動飛升液滴的研究中，相關研究團隊報告(gao)了一種使用受限界麵振動 (CIV) 在微流體係統中主動生成飛升液滴的新技術。 CIV是在傳統噴墨噴嘴的噴口(kou)處首先(xian)通過將液體推(tui)出然後將其拉回而形成的。液滴在退(tui)出過程中被夾斷，這與當前的主動液滴生成技術不同，後者僅將液體單向推出。CIV可以在半(ban)徑(jing)為30μm的孔口處主動生成半徑範圍為約1至28μm的液滴，這與傳統的主動生成技術不同，在傳統主動生成技術中，液滴始終與孔(kong)口相當或略大。實驗結果表明，可以通過控製CIV的強度來定製液滴體積。噴墨技術（MicroFab的MJ-AT-01-60噴頭）固有的數字特性可以輕鬆精確地調節液滴體積，使其與數字微流體係統無縫兼(jian)容。
美國陸(lu)軍和應急(ji)機動部隊越(yue)來越關注高能材料的檢測和識別，如自製和簡易(yi)爆炸裝置。為了準確地檢測和識別這些未知(zhi)物（高能或良性），研究人員必須使用易於理解的通用測試基質，準確地訓練現場檢測係統進行痕量和塊(kuai)體檢測。在這裏，相關研究團隊討論了使用按需噴墨技術製備的表麵增強拉(la)曼(man)散射（SERS）來表征硝(xiao)酸銨（AN）的各個相。 在農業和工業中具有實際用途的硝酸(suan)銨是陸軍感興趣的分析物，因為它通常被用於簡易爆(bao)炸裝置。為了準確地檢測和識別這種材料，危(wei)險(xian)評估係統需要已知的含(han)硝酸(suan)銨的培訓材料。這可能是具有挑戰性的，因為硝酸(suan)銨表現出不同的多晶相（通常在標準條件下 常見的是III相和IV相），這取決於材料的處理曆史(shi)，甚至沉積材料的濃度。 通常，在標準條件下，IV相被認為是 穩定的形式(shi)。然而，當存在催化溶劑時，硝酸(suan)銨可以從II相轉移到III相。在正常情況下，IV相是正交的（有三個不平等的軸(zhou)以直角相交(jiao)），每個單元有兩個公式單位。III相也是正交晶係，但每個晶胞有四個公式單位。由於晶胞體積增加4%，從IV到III的相變導致硝酸(suan)銨膨脹，因此肥(fei)料顆粒的孔隙率和爆炸潛力增加。在室溫下，硝酸(suan)銨IV相到III相的轉變可以經曆一個與II相非常相似(shi)的中間階段。當用拉曼觀察到硝酸(suan)銨的相變時，通常與硝酸鹽（NO3-）對稱(cheng)拉伸模式相關的譜帶從1050cm-1的II相、1048cm-1的III相和1044cm-1的IV相轉移。 相關研究團隊使用SERS表征基板上存在的材料，其具有拉曼的所有優點（樣品製備少、材料不會降解、適用於水溶液，並且可以與許多激光源(yuan)一起使用），以及額(e)外的優勢，與自發拉曼相比，信號增強。這種改進源於樣品和金(jin)屬化基材表麵之間的化學和電磁增強。在實驗中，研究團隊使用了市(shi)售(shou)的Klarite SERS基材，這些基材具有良好的特征、可重複性和很少的背景汙(wu)染。 曆史上，研究人員使用滴幹法製作測試試樣。他(ta)們將溶液中的材料塗在表麵上，隨著溶液蒸發，剩餘的材料變幹，表現出咖(ka)啡環效應，環的外邊緣周圍有高濃度材料區域，中心是低濃度材料區域。該技術因其在時間、技能和材料方麵的易於應用以及危險材料在溶液中的便攜性而廣受歡(huan)迎(ying)。滴幹法在樣品重現性和均(jun)勻(yun)性方麵麵臨挑戰。因此，政(zheng)府(fu)、學術界和工業界的研究人員正在轉向更可重複性的標準化方法，如噴墨打印，用於樣品製備。 為了研究硝酸(suan)銨的多晶相如何影響係統評估，研究團隊使用Jetlab 4按需噴墨打印係統將已知濃度的硝酸(suan)銨均勻地沉積在Klarite SERS基材上。沉積了硝酸(suan)銨之後，研究團隊測量了由此產生的SERS信號。使用打印方法，可以改變材料的位置和濃度——塊體（>100μg/cm2）和痕量（100μg/cm2），研究團隊測量了一個在1044cm-1處的SERS主峰和一個1048cm-1處的小肩(jian)峰。這表明樣品可能形成了兩個具有不同相的區域，主要是IV相和一些III相。根據這些結果，假設硝酸(suan)銨可能能夠形成堅硬的外保護層殼（IV相），而液滴內部可能保持在能量不太(tai)有利的狀態（III相），因此證明了在相同液滴內兼有IV相穩定和III相穩定性較差的多晶型物。在硝酸(suan)銨的痕量樣品中，研究團隊測量了III相和IV相的晶體結構， 常見的是III相。這些觀察結果表明，在製造用於評估(gu)係統的標準化測試樣品時，有必要充分了解可以測量的各種多晶型物。 作為痕量打印能力的另(ling)一個例子，研究團隊打印了一些不同的高能材料，包括TNT和爆炸有機化合物RDX和季戊(wu)四醇(chun)四硝酸酯(zhi)（PETN）。上圖顯示了打印在Klarite SERS基板上的材料的一些掃描電子顯微鏡圖像（打印在Klarite SERS基板上的硝酸(suan)銨含能材料的掃描電鏡圖像。放(fang)大倍數：(A) 46×、(B) 1562×、(C) 11,148×、(D) 29,682×）。該研究團隊的工作表明，使用噴墨打印係統，可以製造出可重複、均勻、光譜特征良好的樣品，用於危險檢測係統的評估。 在使用按需噴墨係統製備的樣品評估光學檢測技術時，必須(xu)訓(xun)練該技術以基於光譜特征檢測和識別材料的多種多晶態。研究團隊已經表明，在製備標準化樣品時，由於溶劑沉積和蒸發條件導致的分析物多態性是一個重要的考(kao)慮因素。將來，該研究團隊將研究與特定多晶態形成相關的物理條件，以及液滴沉積在其上的基板表麵的影響。
上左(zuo)圖是在一張Whatman 41濾(lv)紙(zhi)上噴墨打印的炸(zha)藥樣品片，包含9個樣品和50ng C4炸藥和3個空白。上右圖是部分打印陣(zhen)列(lie)的放大圖。 每個陣列位置是5滴噴墨打印溶液。將羅(luo)丹(dan)明染料添加到打印機溶液中以允許打印陣列的可視化。
證明了使用壓電按需噴墨打印製備用於痕量爆炸物分析的測試材料的可行性。 RDX（1,3,5-三(san)硝基-1,3,5 三氮雜(za)環己烷）被配製成可噴墨打印的溶液，並噴射到適合校準目前在全球(qiu)範圍內用於違禁(jin)品篩查(cha)的離子遷移(yi)譜 (IMS) 儀器的基材上。 重量分析、氣相色譜/質譜 (GC/MS) 和紫外-可見 (UV-vis) 吸收光譜用於驗證噴墨打印機（Jetlab Ⅱ高精度噴墨打印係統）溶液濃度和分配到測試材料上的炸藥數量。 對於爆炸性RDX（1,3,5-三(san)硝基-1,3,5 三氮雜(za)環己烷）的大規(gui)模沉積，噴墨打印過程的再現性被確定為優於2%的單日打印和優於3%的日複一日。 左圖為打印在混合纖(xian)維素酯膜過濾器（0.05μm 孔徑）上的單滴陣列圖案（20x20，點間距0.3mm）的熒光顯微照片。右圖為打印在定量級無灰濾紙上的相同陣列。 將熒(ying)光素染料添加到打印機溶液中以使液滴可見。
自2001年(nian)9月11日起，檢測非常低含量的非法物質（化學和生物製劑及炸藥）的需求已成為聯(lian)邦，州和地方政府機構的當務(wu)之急。在機場，邊境口岸，聯邦(bang)大樓，港口，使館和高度安全的區域中，需要能夠檢測微量上述物質的係統。在這樣的區域中已經部署(shu)了成千上萬的痕量檢測器。爆炸物代表一類(lei)重要的非法物質，而軍(jun)事爆炸物（例如TNT，RDX，PETN，HMX）是重要的子類，目前是各種痕量檢測方法所針對的重要子類。痕量檢測-檢測極少量的爆炸物-識別與爆炸物接觸的人或物。痕量檢測方法已在從手(shou)持(chi)和便攜(xie)式到台式或門(men)戶的各種儀器中實現。下麵介紹一些 常用的檢測方法。 檢測方法從爆炸物散發的氣霧中識別信息。主要問題是在環境溫度下蒸氣壓或高炸藥濃度相當低。25°C空氣中爆炸性蒸氣的濃度範圍為千分之1到萬億(yi)分之一或更低。因此，檢測儀器要麽(mo)必須采樣大量空氣，要麽具有高靈敏(min)度，首(shou)選後一種選擇。除了犬(quan)的痕量檢測外，檢測方法還可以分類為：分離方法（氣相色譜-GC，高效液相色譜-HPLC，毛(mao)細管(guan)電泳-CE），離子檢測方法（質譜-MS，離子遷移譜-IMS），振動光譜法（紅外吸收，拉曼散射等），紫(zi)外線/可見光法（發熒光的聚合物，顏色反應），免疫化學傳感器或電化學傳感器。單個“電子鼻(bi)”儀器中可以包含多個傳感器。從對當前市場上可用係統的分析來看(kan)，IMS跟蹤工具似乎(hu)非常常用，可以應用於廣泛的係統（從手持式到門戶）。 在所描述的各種方法中，尤其是在靈(ling)敏度的 新改進之後，氣霧檢測成為了 實用， 可取的檢測方法。產生已知爆炸物濃度的氣霧的現有係統是基於從固體炸藥中提取氣霧。這些係統相當大，幾乎沒有小型化的前景，動態範圍也很小。MicroFab的係統可以輕(qing)鬆減小尺寸，並可以作為模塊化組件製造，以包含在跟蹤檢測係統中，以進行定期自動校準。 通過產生已知濃度的爆炸性氣霧，氣霧發生器提供了一種手段來驗證現場係統的檢出限及其重新校準。IMS是氣霧痕量檢測中使用 廣泛的技術之一，但是它對由於天氣或海拔高度引起的壓力變化敏感。氣霧發生器可用於在各種操作/環境條件下重新校準IMS係統。 氣霧發生器的另一個應用領域是各種儀器之間的比較。當前，關於儀器靈敏度的唯(wei)一可用信息來自製造(zao)商(shang)。每個製造商使用不同的方法來確定和報告其儀器的靈敏度。為了能夠比較來自不同製造商的痕量檢測器，基準儀器和測試程序是必需的。 為了提高檢測極限而進行的持續研究和開發需要非常低濃度的氣霧源。期望這種氣霧源是便攜式的，因為在現場部署的大量氣霧痕量檢測器是固定的。現有技術不是很精確，不能輕易小型化。NIST已使用MicroFab微型分配器的數據評估了采用噴墨微型分配器的氣霧發生器對幾種炸藥（RDX，TNT和PETN）提供的潛在範圍，並顯示濃度幾乎可以連續變化，範圍為每0到百分之一百萬億（v / v）。該範圍不僅涵(han)蓋當前的檢測極限，而且還將涵蓋(gai)未來新開發的探測器靈敏度的提高。
太陽能驅動的H2O2生產是解決能源和環境危機的有前途的方法。然而，H2O2光合作用仍然受到電子-空穴(xue)分離效率 ( η sep ) 不足和半導體/溶液界麵電荷轉移效率 ( η trans ) 低下的限製。在“微滴中高效光催化H2O2生產：加速界麵處的電荷分離和轉移”的研究中，複旦(dan)大學相關研究團隊發現微滴光催化顯示出超高的H2O2釋(shi)放速率（20.6 mmol g cat −1 h −1)，與相應的體相對應物相比，性能提高了兩個數量級。微滴尺寸效應和對單個微滴的原(yuan)位拉曼測量表明，較小微滴和微滴空氣-水界麵 (AWI) 的光催化反應速率更快。除了足夠的 O 2可用性外，振動斯塔(ta)克效應測量和 DFT 計算表明，微滴 AWI 處的超強電場和部分溶劑化可以提高η sep和η trans，協(xie)同導致顯著的H2O2光合作用加速。作為概(gai)念驗證，原位證明了微滴H2O2光合作用的適用性。這項(xiang)研究突出了微滴加速半導體光催化的前景。（上右圖為Jetlab Ⅱ高精度噴墨打印係統噴墨打印獲得的直徑均勻的微液滴陣列圖像。插圖代表了不同大小的打印微滴的資料照片，其中黃色來自甲基橙。）(2023)
相關研究團隊在通過離子遷移譜檢測和鑒定糖醇甜(tian)味劑的研究中，使用離子遷移譜(IMS)證明了糖醇甜味(wei)劑的快速和靈敏檢測。IMS在靈敏度、成本和分析速度方麵提供了一種寶貴(gui)的替(ti)代方案，介於冗長的金標準液相色譜-質譜 (LC-MS) 技術和快速測量點一次性比色傳感器之間，用於食(shi)品和營(ying)養行業的質量控製和其他“食品組學”領域的需求。使用精確的噴墨（MicroFab的Jetlab 4XL-B噴墨打印係統）打印樣品評估了赤(chi)蘚(xian)糖醇、季(ji)戊四醇、木(mu)糖醇、肌醇、山(shan)梨(li)糖醇、甘露糖醇和麥芽糖醇的IMS響應、特征和檢測限。檢查並優化了IMS係統參(can)數，包括解吸溫度、掃描時間和刷卡(ka)基板材料，證明對相應糖醇的物理化學性質有很強的依賴性。發現每種化合物的解吸特性決定了係統響應和整體靈敏度。這些化合物的靈敏度範圍從單納克到數百皮克， 佳(jia)解吸溫度範圍為125°C 到200°C。使用IMS檢測和識別商業產品（口香糖和甜味劑包）的糖醇成分。IMS被證明是一種有利的現場可部署儀器，可由非技術人員輕鬆(song)操作，並能夠為糖醇提供靈敏的測量點質量保證。
用於化學蒸氣檢測的量子點和聚合物複合交叉(cha)反應陣列。交叉反應化學傳感陣列由CdSe量子點 (QD) 和五種不同的有機聚合物通過噴墨打印（Jetlab 4噴墨打印係統）製成，以在石英基板上創建(jian)分段的熒光複合區域。傳感器陣列受到來自兩組分析物的暴露的挑戰，包括一組14種不同的功能化苯(ben)和一組14種與安全問題相關的化合物，包括爆炸物三硝基甲(jia)苯 (TNT) 和硝酸銨。由於改變QD熒光的多種傳感機製，該陣列對具有不同化學功能的分析物具有廣泛的響應。傳感器陣列顯示出兩組內成員之間的出色區分。實現了超過93%的分類準確度，包括完全區分非常相似的二硝基苯異構體和三種鹵代、取代苯化合物。這種類型的交叉反應陣列的簡單製造、廣泛的響應性和高辨別能力是開發對化學和爆炸威(wei)脅(xie)具有出色靈敏度同時保持低誤報率的傳感器的理想品質。
通過Inkjet噴墨打印技術實現氣溶膠生成。
在各種複雜的大氣環境中檢測和表征化學劑氣溶膠的存在是一項重要的防禦任務。拉曼光譜具有識別化學分子的能力，但當單個氣溶膠顆粒流經(jing)檢測係統時，可檢測到的光子數量有限。在“使用激光捕獲單粒子拉曼光譜檢測和表征化學氣溶膠”的研究中，美國陸軍研究實驗室和桑迪亞(ya)國家實驗室的研究院人報告了一種單粒子拉曼光譜儀係統，該係統可以測量來自單個激光捕獲化學氣溶膠粒子（例如 VX 神經毒劑化學模擬物鄰苯二甲酸二乙(yi)酯的液滴）的強自發、受激和共振拉曼光譜峰(feng)。使用該係統，記錄(lu)了時間分辨拉曼光譜和彈性散射強度，以監測捕獲粒子的化學性質和尺寸變化。（上圖為激光捕獲單粒子拉曼光譜係統實驗裝置示意圖。裝在25mL玻(bo)璃瓶中的鄰(lin)苯二甲酸二乙酯或甘油的液體樣品無需進一步純化即(ji)可使用。使用MicroFab的低溫按需滴落單噴射壓電分配裝置產生微滴，典型尺寸：20-25μm。噴頭安裝在3D線性平移台上，以便在實驗期間進行空間調整。）（2017）
相關研究團隊使用了引起擊穿光譜法分析來自氣溶膠和微滴的液體（上左圖為LIBS實驗裝置示意圖。上右圖a為從噴頭噴出的90pl液滴，b為LIBS等離子體中的微滴被霧化和電離。）。激光誘導擊穿光譜(LIBS)顯示能夠對溶液中溶解金屬(shu)的皮克量進行小體積(90pL)定量元素分析。使用532nm雙(shuang)頭激光耦(ou)合到具有增強電荷耦合器件(CCD)檢測器的光譜儀，研究人員研究了單脈(mai)衝和共線雙脈衝LIBS。氣溶膠是使用微霧化器產生的，在同心霧化室內進行調節，並通過直徑為1毫米的注射器管釋放，這樣可以在距離管子出口約2毫米處形成LIBS等離子體。然後用寬(kuan)帶高分辨率光譜儀收集氣溶膠和單個微滴的排放物。製備多元素校(xiao)準溶液，並對氣溶膠和微滴係統（MicroFab）的持續校準驗證(CCV)標準進行分析，以計算每個係統的精密(mi)度、準確度和檢測限。校準曲線產生了兩個係統的R2值>0.99的相關係數。對氣溶膠LIBS測定的精密度、準確度和檢測限(LOD)取平均值，然後測定Sr II(421.55nm)、Mg II (279.80nm)、Ba II (493.41 nm) 和 Ca II ( 396.84nm)分別為~3.8%RSD、3.1%偏差(cha)、0.7μg/mL。使用微滴分配器（MicroFab直徑60μm噴頭））將含有90pL的單滴遞送到用聚焦(jiao)激光脈衝產生LIBS等離子體的空間中。在單滴微滴LIBS實驗中，對總質量為45pg的單滴的分析導致13%的RSD精度和1%的Al I(394.40 nm)發射線偏差(cha)。單滴微滴LIBS發射線Al I(394.40 nm)和Sr II(421.5 nm)的絕對檢測限約為1pg，Ba II(493.41 nm)的絕對檢測限約為3pg。總體而言，針對單個微滴LIBS確定的精密度、準確度和絕(jue)對LOD導致元素Sr II (421.55nm)、Al I(394.40nm)的典(dian)型性能為~14%RSD、6%偏差(cha)和1pg，Mg II(279.80)和Ba II(493.41nm)。（2012）
與使用純化石(shi)燃(ran)料相比，使用生物乙醇和汽油的混合物作為汽車燃料可淨減少有害(hai)排放物的產生。然而，燃料液滴蒸發動力學根據混合比而變化。相關研究人員使用單粒子操作技術來研究乙醇/汽油混合微滴（微液滴發生器，MicroFab MJ-APB-01）的蒸發動力學。電動平衡的使用可以在受控環境中測量單個液滴的蒸發，而光鑷有助於研究噴霧內液滴的行為。因此，兩種方法的結合非常適合獲得蒸發過程的完整圖像。他們研究了向汽油中添(tian)加不同量乙醇的影響，並觀察到乙醇含量較大的液滴需要更長的時間才能蒸發。此外，研究人員發現其方法足夠靈敏，可以觀察液滴中痕量水的存在。預測乙醇和汽油液滴在幹燥氮(dan)氣中蒸發的理論模型用於解釋實驗結果。還對光鑷中其他氣溶膠的環境飽和度進行了理論估計。
互聯網或您當地的雜貨店的下一個層麵將是增加香氣。想象一下在當地雜貨店(dian)的過道上走。您(nin)經過烘烤(kao)區，特別是盒裝布朗(lang)尼(ni)蛋糕區。您的運動會觸發一個傳感器，散發出新鮮(xian)出爐的巧(qiao)克力蛋(dan)糕的香(xiang)氣。這會誘(you)使您購(gou)買(mai)巧克力蛋糕嗎(ma)？甚至使您渴(ke)望巧克力蛋糕(gao)嗎？與單獨包裝相比，香氣的使用可能非常有力，甚至更具說服(fu)力。 在香水行業，市場研究可能是一項艱巨(ju)的任(ren)務。通過使用香氣生成設備，公司可以以比當前方法更實惠的成本對最終用戶進行市場研究。這些工具不僅高度適(shi)用於香水行業，而且還適用於任何希望更多地了解香氣對消費者決策產生影響的行業，如：商場、酒店等。 當放置在百貨(huo)商店中並鏈接回香水製造商時，內部裝有香水產生裝置的信息亭(ting)將是一種寶(bao)貴的工具。使用信息亭的個人可以任意組合，從不同的氣味或“香精節點”中進行選擇(ze)，並在幾秒鍾內聞到新創建的香精。然後，程序(xu)可以在記錄信息並將其通過Internet發送回製造商的過程中，始終詢問消費(fei)者對所創(chuang)建香水的喜(xi)好。該應用程序還可用於市場測試機構甚至研究實驗室。
香氣通過給(gei)遊戲(xi)玩家(jia)帶來自然的氣味來增強遊戲的動作。但是，香氣的使用更加深入。研究表明，香氣可用於引發恐(kong)懼(ju)，興奮和許多其他情緒(xu)。在遊(you)戲中添加此維度將創造更逼(bi)真的遊戲體驗。 MicroFab創建了代號為Pinoke的原型香氣生成係統，以演示該技術在遊戲環境中的緊(jin)湊性和簡便性。Pinoke型設備可能位於顯示器旁(pang)邊，正前方，甚至可能像醫生的聽診器一樣被佩戴(dai)。寫入軟件代碼(ma)的數字信號觸發香氣發生器發出精確數量的適當香氣。Pinoke頂上的莫霍克號是一個香氣盒，當香氣材料被消耗掉(diao)時，隻需將其拆下並更換(huan)。 遊戲原型Pinoke中的相同技術適用於電影觀看體驗。聲音(yin)徹(che)底改變了無聲(sheng)電影，香氣也改變了現代電影。香氣生成設備還將增強虛(xu)擬現實體驗。虛擬現實頭戴式耳(er)機中的安裝設備將以輕鬆的方式將香氣傳遞給受訓者或遊戲玩(wan)家。將氣味納入虛擬現實訓練(lian)中將使訓練環境更接近現實生活。
對可印刷電子產品的興趣(qu)，特別是基於紙張和紡(fang)織品的電子產品，推動了對多孔基材上膠體液滴噴墨印刷的研究。在無孔基材上，粒子運動和溶劑蒸發的相互作用決定了蒸發膠體液滴的最終沉積形態。對於多孔基材，溶劑滲(shen)入孔隙(xi)為文(wen)獻(xian)中尚未完全闡明的沉積模式增加了一層複雜性。在多孔基材上的膠體液滴沉積：粒子運動、蒸發和滲透之間的競(jing)爭的研究中，研究團隊研究了皮升大小的含有納米和微米級顆粒的水性膠體液滴在納米多孔陽極氧化鋁(lv)基材上的沉積（按需噴墨打印係統，MicroFab MJ-Al-01噴頭），研究了多孔基材上不同液滴和粒徑、相對濕度以及孔徑、孔隙率和潤濕性。對於所考慮的情況，發現溶劑滲透(tou)比接觸線附近的蒸發和粒子運動快得多，因此當基材完全吸收溶劑時，眾(zhong)所周知的“咖啡(fei)環”沉積被抑製。然而，當溶劑僅被部分吸收時，滲透完成後會存在殘(can)留的液滴體積。對於這種情況，有兩個時間尺度很重要：由於擴散和平流而導致的粒子運(yun)動到接觸線的時間tP和殘留(liu)液滴體積的蒸發時間tEI。它們的比率tP/tEI決定了咖啡(fei)環沉積是形成 (tP/tEI1)。
在“放大數字在線全息（MDIH）在高溫氣流中脫(tuo)硫廢水液滴蒸發過程測量中的應用”的研究中，采用放大數字在線全息技術測量去離子水液滴和脫硫(liu)廢水液滴在298-423 K溫度範圍內的蒸發過程。設計了石英(ying)玻璃蒸發室進行實驗。測量區的總長度為 450 mm。液滴由壓電噴射裝置（MicroFab Inc.，Plano，Texas，USA）產生。噴嘴(zui) (MJ-AT-01-50) 由鋯(gao)鈦酸鉛壓電陶瓷 (PZT) 材料和孔徑為 50 μm 的玻璃毛細管組成。討(tao)論了蒸發過程與溫度、脫硫廢水濃度、添加溶質、載氣流速等操作條(tiao)件的關係。去離子水在 298 K、323 K、373 K 和 423 K 的蒸發速率分別為 0.1156 µm2/ms、0.3398 m2/ms、0.5204 m2/ms、0.6381 µm2/ms。脫硫廢水在298 K、323 K、373 K和423 K的蒸發速率分別為0.05201 µm2/ms、0.1673 µm2/ms、0.2912 µm2/ms、0.3606 µm2/ms。去離子水的蒸發速度約為脫硫廢水的兩倍。改文提出的進展使研究團隊能夠從三個方麵研究液滴的蒸發：首先，可以研究注入高溫氣流的單分散液滴流的蒸發過程。其次(ci)，等效像素計算為 2.4299 µm/像素，放大倍數為 5.76。三是考察了影響脫硫廢(fei)水蒸發率的因素。這些數據對於實現廢水零排放和優化運行條件具有重要意義。（2021）
水汙染是一項嚴(yan)重的全球性挑(tiao)戰(zhan)，非常需要一種現場和實驗室外的汙染水平評估方法。在“用於通過表麵張力評估水質的3D打印自走式傳感器”研究中，相關研究團隊報告了使用可打印和可生物降解的推進傳感器作為汙水廢水中水汙染指(zhi)標的潛力。 研究團隊使用反應式 3D噴墨打印技術製造了自走式傳感器，該傳感器可以快速指示由汙水汙染和其他降低表麵張力的汙染物引起的表麵張力值降低。Z形傳感器由再生絲(si)素蛋白製成， 長邊尺寸為 2.0 毫米，厚度為0.1毫米，絲素蛋白(bai)是一種環保且可生物降解的材料。噴墨打印（MicroFab Technologies）具有高分辨率和材料精確沉積的優勢，允許製造摻雜有表麵張力改性聚合物的小毫米尺寸傳感器，該聚合物充當“燃料”，通過表麵張力梯度驅(qu)動水麵上的傳感器。 結果表明，傳感器的推進速度衰減率是一個很好的指標，可以指示汙水汙染的存在和大致水平。
功能材料的噴墨打印已在廣告、OLED顯示器、印刷電子和其他需要高精度、無掩(yan)模、直寫(xie)沉積技術的專業用途中顯示出廣泛的應用，但分散在油墨中的難熔功能材料的沉降阻(zu)礙了其的進一步發展。由於噴墨打印技術對油墨的粒徑、流變參數等性能有嚴格的要求，且打印頭的噴嘴尺寸一般為幾十(shi)微米，為了避(bi)免堵(du)塞(sai)噴嘴，必須將分散在油墨中的功能材料加工成亞微米尺度，並在打印過程中保持穩定。國防科技大學航空航天科學與工程學院先進陶瓷(ci)纖維與複合材料科學與技術實驗室通過一步溶劑熱法提出了一種基於Cr2O3的自下而上的油墨製備策略。實驗獲得的油墨在等效的自然沉積物測試下保持穩定2.5年。表征了溶劑熱(re)產物的化學成分，以及Cr2O3顆粒進行了分析。這些無定形Cr2O3顆粒被低溫溶劑熱反應產生的配體覆蓋。覆蓋顆粒表麵的乙醇和乙酰(xian)丙酮對提高Cr2O3顆粒在溶劑中的溶解度形成超穩定膠體油墨起著重要作用。此外，該墨水使用噴墨打印係統Jetlab Ⅱ成功地打印在了尼龍(long)織物上，織物的打印區域與綠葉的光譜相關係數為0.9043。Cr2O3的一步自下而上的製造方法可為製備具有長期分散穩定性的金屬氧化物基顏(yan)料油墨提供一般(ban)方法。(2021)
數碼噴墨印花(hua)已廣泛應用於紡織行業。染料溶液和噴墨液滴的質量限製了噴墨打印性能，這對於在織物上獲得高質量的噴墨打印圖像非常重要。在“活性染料色團與二甘醇的相互作用對噴墨打印性能的影響”的研究中，相關研究團隊將二甘醇（DEG）分別引入到活性藍(lan)49和活性橙(cheng)13的染料溶液中，並研究了染料生色團與DEG分子之間的相互作用。結果表明，染料發色團在聚集中具有特征。在染料溶液中加入DEG可以有效分解活性染料簇，消除衛星(xing)墨滴，從而提高織物上噴墨打印（Jetlab Ⅱ高精度噴墨打印係統）圖像的分辨率。在相同的DEG濃度下，活性橙13的解聚作用比活性藍49更明顯。活性橙13溶液需要更高的DEG濃度才能產生完整穩定的墨滴。測量染料溶液的表麵張力和粘度，並評估在棉(mian)織物上的印花性能。還研究了染料發色團和DEG分子之間的相互作用機製。這項工作的結果對織物上的高質量噴墨打印圖像很有用。
數碼噴墨印花由於具有成本低、效率高、加工靈活等優點，在紡織行業得到了廣泛的應用。盡(jin)管已經報道了許多在織物上噴墨打印高質量圖像的方法，但在製備均質油墨和打印高分辨率圖像方麵仍然存在挑戰。在“通過控製複雜染料和二醇分子的相互作用提高噴墨圖像質量”的研究中，相關研究團隊描述了一種簡單的方法來製備用於在棉織物上進行高性能數字噴墨打印的穩定墨水。乙二醇和二甘醇兩種生態友好型有機溶劑分別應用於Reactive Black 8溶液中。通過調節染料和二醇分子之間的相互作用，得到的Reactive Black 8墨水粘度增加，表麵張力降低，這有利於在打印過程中形成完整且穩定的噴墨液滴。此外，將這些溶劑引入染料溶液中可以有效地分解Reactive Black 8的團簇。當Reactive Black 8溶液中使用5mol/L二甘醇或乙二醇時，可以形成完整而穩定的墨滴，並且擴散墨滴在織物上的麵積明顯減少，從而可以在棉織物上產生清晰、高分辨率的圖案。研究團隊對油墨的化學和物理特性進行了表征，並評估了它們在棉織物上的印刷性能。還研究了染料分子與有機溶劑相互作用的機理。這項工作的結果可能會促(cu)進噴墨打印技術的廣泛發展，並擴大其在高性能紡織品中的應用。
在紡織品噴墨打印中，了解活性染料墨水的粘度和表麵張力對液滴形成的影響具有重要意義(yi)。作為一種有機環保溶劑，分子量為-400g/mol(PEG400)的聚乙二醇用於製備含有或不含Surfynol 465(S465)的活性染料墨水，分別解釋粘度和表麵張力如何影響液滴的形成。活性染料墨水。通過測量可見光吸收光譜、流體動力學半徑、粘度和表麵張力來研究油墨中的分子間相互作用和油墨的物理性質。通過使用高速相機拍照觀察在粘度或表麵張力的單一變量影響下的液滴形成。結果表明，高墨水粘度條件不會產生衛星液滴形成和較慢的液滴速度，較高的表麵張力往往會導致噴嘴尖端和液滴的韌(ren)帶斷裂。此外，使用濃度為30% PEG400的PEG-S465染料墨水印刷的斜(xie)紋棉織物顯示出更高的墨水滲透性、染料固色率、理想的色強度和摩(mo)擦牢(lao)度。
紡織品數碼噴墨打印具有高效、靈活生產等巨大優勢，但由於大量使用染料和化學品而導致嚴重環境問題的風險等挑戰仍然值得關注。針對這一問題，“使用活性染料@共(gong)聚物納米球對棉織物進行綠色高效噴墨打印”的研究，通過將CI Reactive Red 218染料（RR218）吸附到陽離子聚（苯乙烯-丙烯(xi)酸丁酯-乙烯基苄(bian)基三甲基氯(lv)化銨）（PSBV）納米球上，製備了一種新型的活性染料@共聚物納米球並應用於在機織棉織物上進行噴墨印刷。結果表明，製備的RR218@vpx9PSBV納米球尺寸均勻，油墨製備穩定性好。與原RR218溶液相比，色深(shen)為RR218@vpx9PSBV印花織物增加了1.4倍，印花廢水中的染料殘留量減少了約45%。同時，傳統噴墨打印中碳(tan)酸鈉和尿素的消耗量分別降低了約3.3和22.8mg/cm 2，打印過程簡化，節能30%。此外，通過基於Kubelka-Munk函數計算吸收和散射係數揭示了納米球增強顏色的機製。這項工作提供了染料@聚合物納米球的潛在應用，以促進紡織品噴墨打印技術的優化並減輕傳統紡織品著色對環境的影響。（2020）
棉織物由於其舒(shu)適性、可再生性、良好的染色性、可生物降解性和相對較低的成本，已被廣泛用作噴墨印花的基材來製造傳統服裝以及新興(xing)的電子紡織品。在“墨滴擴散聚結對印花棉織物圖像質量的影響”的研究中，研究了墨滴在棉織物上的擴散和聚結以及它們對圖像質量的影響。選擇活性橙13染料作為著色劑，便於觀察墨滴的沉積形態。通過高速攝像機觀察墨滴對棉纖維的衝擊和潤濕過程。通過顯微鏡觀察墨滴的沉積形態、墨滴的聚結結構和不同墨滴間距印刷的圖案。結果表明，墨滴穩定地沉積在棉織物上，潤濕後形成長條狀圖案。這表明棉織物上的噴墨打印（MicroFab）圖案應該由“線段”而不是圓(yuan)點組成。由於墨滴過多積聚在棉纖維的間隙上，小墨滴間距印刷的圖案邊緣(yuan)出現滲色現象。墨滴不能以大墨滴間距聚結，導致印刷圖案不連續。理想的圖案以中等墨滴間距打印，在本實驗中為20µm。由於墨滴過多積聚在棉纖維的間隙上，小墨滴間距印刷的圖案邊緣(yuan)出現滲色現象。墨滴不能以大墨滴間距聚結，導致印刷圖案不連續。理想的圖案以中等墨滴間距打印，在本實驗中為20µm。由於墨滴過多積聚在棉纖維的間隙上，小墨滴間距印刷的圖案邊緣(yuan)出現滲色現象。墨滴不能以大墨滴間距聚結，導致印刷圖案不連續。理想的圖案以中等墨滴間距打印，在本實驗中為20µm。（2020）
織物噴墨印花是紡織行業清潔生產的關鍵技術。活性染料和有機溶劑是噴墨印刷油墨的重要組成部分。活性染料的結構、疏水性和聚集度影響有機溶劑的量和墨滴在織物上的擴散，這對於減少有機溶劑用量和在織物上獲得高質量的噴墨打印圖像至關重要。在“染料疏水性對織物噴墨印花清潔(jie)度和分辨率影響的探討”的研究中，采用兩種不同結構的紅色活性染料（活性紅218染料和活性紅(hong)24:1）製備活性染料溶液，隨後通過研究表麵張力、流變特性、可見吸收光譜和液滴等方法對其進行了探索。形成並觀察棉織物上的鋪(pu)展行為。初次，研究了染料疏水性對有機溶劑用量和噴墨（MicroFab）圖像分辨率的影響。結果表明，活性紅218染料具有更強的疏水性和更緊密的聚集。通過DEG和染料分子之間的疏水相互作用，活性紅218簇更容易分解成染料單體，而活性紅24:1簇(cu)則分解成小簇。活性紅218溶液液滴更穩定，可以減少衛星液滴對空氣的汙染。基於以上原因，疏水性較強的染料溶液所需的有機溶劑較少，在織物上的液滴擴散麵積較小（代表較高的印花分辨率）。
數碼噴墨印刷高檔(dang)毛紡織品符合趨(qu)勢，但減少毛鱗對毛鱗片的影響等挑戰打印質量還是值得關注的。在“毛織物活性染料數碼噴墨印花著色增強的環保預處理”的研究中將一種新的環保方法應用於羊毛噴墨印刷預處理不產生任何有害物質。采用H2O2和木瓜蛋白酶(mei)對羊毛進行預處理織物噴墨前印刷（MicroFab）過程。處理後的潤濕性和zeta電位織物明顯改善。此外，傅裏葉變換紅外光譜和X射線光電子能譜證明了H2O2和木瓜(gua)蛋白酶的協同作用，其中H2O2氧化羊(yang)毛為木瓜蛋白酶水解羊毛肽(tai)提供了更多位點。協同預處理產生額外的活性染料固定位點。結果，處理後的羊毛獲得了更高的色強度，大大超過了未經處理的羊毛，並且整個過程中沒(mei)有有害物質的排放。該工作為減少有害物質排放、提高染料溶液利用率、實現清潔生產提供了一個有前景的方向。
電子和傳統紡織品已通過噴墨打印廣泛製造。然而，納升級墨滴往往(wang)會沿纖維方向過度擴散，從而導致圖像質量差和墨水利用率低。在“控製納升級液滴在織物纖維上的擴散以提高圖像質量和墨水利用率”的研究中，引入羥(qiang)乙基纖維素（HEC）和羥丙(bing)基甲基纖維素（HPMC）來控製納升級液滴在棉織物上的擴散。結果表明，HEC和HPMC都可以通過增加織物的疏水性來減少納升液滴沿(yan)纖維的擴散。然而，HPMC的效果比HEC的效果要好得多，因為它具有較高的表麵活性。沿纖維的納升液滴流動與沃什(shen)伯恩函數非常一致。HPMC處理後，一個液滴的沉積長度從超過200μm減少到約50μm。成像質量大大提高。此外，由於染料溶液向織物背麵的擴散減少，染料利用率增加了33-78%。本研究對於提高噴墨打印質量和沉積材料特別是昂貴材料的利用率具有重要意義。
數碼噴墨印花技術在紡織品印花中發揮(hui)著越來越重要的作用。活性染料油墨的印花適印性是提高印花織物質量的關鍵。在“二甘醇對棉織物活性染料溶液噴墨印刷適性的影響”的研究中，相關研究團隊提出了一種環保且簡單的方法來提高活性染料溶液的噴墨印刷適性。研究了二甘醇對三種活性染料溶液的表麵張力、流變學和染料分子聚集性能的影響。通過觀察液滴形成來探索染料溶液的噴射性能。此外，還評估了印花棉織物的顏色性能，包括活性染料溶液的滲透、比色值和顏色強度。添加二甘醇可以通過疏水力和氫鍵改變染料分子的聚集。二甘醇通過改變溶液的粘度和表麵張力來抑製衛星液滴的形成，使印在棉織物上的圖案呈現出規則的邊緣銳(rui)度。此外，含有10% DEG的染料溶液不僅滿(man)足活性染料油墨的各種性能，而且具有 高的色強度和 深、 亮的顏色。
曲麵打印設備以Inkjet技術為基礎，配合半導體級別精度Linear stage直線電機運動平台、光學CCD觀測及分析係統和電氣控製係統，具備底板對位和打印分析功能。用於噴墨打印實現曲麵打印合成實驗平台，實現通過該平台進行基於噴墨打印工藝的高精度曲麵打印。適用於各種材料、各種複雜形狀表麵的噴墨打印需求。
熱塑性聚合物溶液以預先定義的六(liu)角形圖案噴墨打印(MicroFab Jetlab 4xl噴墨打印係統)在碳纖維增強環氧樹(shu)脂(zhi)(CFRP)上，從而增強了複合材料係統的強度、剛(gang)度和韌性。該方法包括在固化和固化之前，將化學和力學性能與環氧聚合物相當的低粘度聚合物微滴沉積在CFRP上。微滴在複合材料層之間保持靜止，而不與鄰近的微滴直接接觸，確保了固化後新複合材料體係的結構完整性。實現這種協同效應的關鍵是選擇合適的添加劑材料;然而，新穎(ying)的方麵還包括方法本身，它實現了裂紋止裂機製。(2013)
在“一種利用廢輪(lun)胎(tai)炭黑生產水性噴墨印刷油墨的化學研磨(mo)工藝”的研究中，化學研磨開發了一種工藝(yi)，將熱解廢輪胎中的碳殘留物轉化為有價值的水性噴墨印刷油墨。廢輪胎熱解後的殘渣(zha)首先經過篩分以去除灰分成分並研磨成粉(fen)末（~80μm）。在相容溶劑的幫助下，通過常規幹法或濕法研磨處理的廢輪胎炭(tan)黑(hei) (TCB) 隻能產生250nm左右的粒徑。為了在相同的機械能下進一步減小粒徑，在研磨過程中使用氫氧化鉀(jia)水溶液來浸(jin)出TCB中的二氧化矽，從而形成鬆散和脆弱(ruo)的結構。此外，離子表麵活性劑聚（4-苯乙烯磺酸鈉）（PSS）用於裝飾 TCB 表麵並抑製顆粒聚集。化學研磨後，PSS/TCB 的初級粒徑約為50nm，水力直徑約為 110nm。PSS/TCB懸浮液具有-73 mV 的高zeta電位，可在水中穩定分散超過30天。為了幫(bang)助油墨粘附在基材上，PSS/TCB 顆粒進一步與水性聚氨酯(WPU)混合。WPU/PSS/TCB 墨水可以噴墨打印（MicroFab Jetlab 4噴墨打印係統）成各種黑色圖案，顯示出比商業黑色墨水高的黑度（噴射度值=342.83）。此外，印刷圖案防水，鉛(qian)筆(bi)劃(hua)痕硬度為4H。總(zong)之，這項研究為將廢碳材料轉化為有用的打印用品提供了指導，並為廢輪胎回收提供了潛在的應用。（上圖a：液滴(直徑~15μm)穩定地以1.83 m/s的速度從壓電噴墨噴嘴中噴射出來；圖b：通過這種穩定的液滴噴射，可以打印出高分辨率的複雜漢(han)字和QR碼）（2021）
滴點式(DOD)噴墨打印的新興應用，如印刷電子和生物打印，正導致具有複雜化學和流變特性的各種功能油墨的不斷發展，特別是粘彈性聚合物。以理想的速度和體積以及良好的可靠性形成液滴對成功的印刷至關重要。壓電式噴墨技術，在不同激勵波形參數下，可以用來研究粘彈性油墨DOD噴墨打印過程中液滴形成的動力學和性能。相關研究團隊根據四種不同的液滴形成機製，即無液滴形成、單個液滴、一個衛星液滴和多個衛星液滴。提出了一種與過程動力學相關的無因次數方法來構建液滴形成過程的工作相圖，量化液滴形成過程的過渡。係統地研究了雙極波形參數對液滴形成的影響，包括液滴速度和液滴直徑。此外，導電微線和微圖案的印刷是在形成良好的液滴下精確控製的。為全麵了解粘彈性油墨按需噴墨打印過程中的液滴生成動力學提供依據，以指導生成理想的功能油墨液滴，提高噴墨打印器件的性能和功能。
噴墨打印是一種無需掩膜直接圖案化和製造圖案的方法。 為此，用作墨水的流體必須具備穩定、準確地噴墨打印的能力。 相關研究團隊通過監(jian)測液滴形成動力學研究了噴墨打印適性和物理流體特性之間的相互關係。使用與流體的粘度、表麵張力和密度相關的Ohnesorge數(Oh) 的倒(dao)數(Z)確定流體的可打印性。他們通過考慮(lv)單液滴成型性、位置精度和 大允許噴射頻率等特性，通過實驗將可打印範圍定義為4≤Z≤14。
卡內基梅隆(long)大學的研究人員開發了一種3D打印微型冰結構的方法，該方法可用作犧牲模板，在其他部分形成複雜的通道。這種“由內而外”的3D打印過程涉及將水滴噴射到定製平台上，在 -31°F 的溫度下著陸時能夠將其凍結。然後可以將這些光滑、無支(zhi)撐(cheng)的冰雕浸泡在樹脂中並固化，以將它們融化，留下具有複雜內部通道的零件。該技術未來可廣泛用於先進製造業和生物醫學工程。（上圖為：自由形態的冰打印（3D-ICE）。A) 定製的3D打印係統及其主要部件，包括冷卻(que)係統、運動台、壓電噴嘴。B) 壓電噴墨噴頭（MicroFab，直徑=50微米）用於將水滴噴射到保持在-35°C的冷構建平台上。構建平台的平麵（X-Y）運動與水滴排放同步進行，以打印複雜的冰的幾何形狀）（2022）
北京(jing)大學李(li)誌(zhi)宏(hong)教授課題組在“Inkjet printing-based fabrication of microscale 3D ice structures”的研究中，提出了一種無支撐材料製備冰的三維微結構的方法。為了精確控製冰晶的生長方向，在低濕度環境下進行噴墨打印（MicroFab）。在打印過程中，水滴（體積=數百皮升）沉積在先前形成的冰結構上，然後它們立即凍結。通過控製襯(chen)底溫度、噴射頻率和液滴尺寸，可以形成不同的三維結構（ 大高度為2000 µm）。生長方向取決於液滴在先前形成的冰結構上的著陸點。因此，可以創建具有高度自由度的三維結構。該研究方案在未來有可能應用於生物微流控設備中，如藥物混合和輸送係統。（2020）
3D打印又稱“增材製造”,是一類製造技術的總稱,從內涵至外延包含了廣泛的原材料應用和增材工藝方法。
粘合劑噴射增材製造（BJAM）能夠使用各種材料類別製造複雜的三維組件。了解BJAM的基本原理，包括粉末(mo)薄層的擴散、粉末與粘合劑的相互作用以及後處理，對於為BJAM開發穩健的工藝參數至關重要。為了滿足這些需求，在麻省理工學院“用於工藝探索和材料開發的實驗室規模粘合劑噴射增材製造試驗台”的研究中介紹(shao)了模塊化、機械化、BJAM試驗台的設計、製造和鑒定。該測試台旨(zhi)在複製商用增材製造設備的操作條件，並具有完全可編(bian)程的運動控製功能，包括使用精密滾(gun)輪機構進行粉末擴散、通過振動料鬥(dou)供應粉末以及噴墨打印頭的龍門定位。噴墨沉積係統（MicroFab）允許使用可變噴嘴直徑、探索新型粘合劑組合物以及完全控製噴射參數。描述了對機器及其子係統的準確性和可重複性的驗證，以及示例性不鏽鋼(gang)部件的製造。因此，精密設計的試驗台可以研究BJAM工藝、探索新型粘合劑組合物和加工定製粉末，以進一步研究BJAM的科學研究和工業應用。(2021)
在三維 (3D) 粘合劑噴射打印（粉末床(chuang)上的噴墨打印）中，毛細管驅動的墨水滲透通過多孔粉末床控製打印分辨率和所得物體的打印“綠色”強度。然而，對控製滲透動力學的因素的充分理解仍然不完整。在“使用時間分辨X射線成像探測3D粘合劑噴射打印過程中的墨粉相互作用”的研究中，高分辨率原位同步輻射成像提供了乙二醇水溶液穿透多孔氧化鋁粉末床的時間分辨成像，用作模型係統。使用靜態按需噴墨打印機（MJ-AT-01-60-8MX，MicroFab）將液滴分配到粉末表麵上。使用金剛石同步加速器中的快速同步加速器 X 射線照相術跟蹤液體前沿的隨後遷移及其與粉末顆粒的相互作用，並以 500 Hz 的幀(zheng)速率進行相位對比成像。圖像處理和分析表明，潤濕區域的時間相關增量和“界麵前沿”的傳播在時域和空間域都表現出異質行為。然而，平均滲透動力學顯示與現有的滲透模型一致，該模型基於修改後的 Washburn 方程來解釋液滴在粉末表麵上的擴散，並使用修改後的床孔隙率項。（2020）
MicroFab研發的陣列式按需液滴壓電噴墨打印頭技術，將120個獨立通道的線陣列被製作成不到一英寸(170μm間距)，可用於高速且效果逼真(zhen)的打印。作為打印頭技術開發工作的一部分，MicroFab公(gong)司研發了動態調節滴墨量的技術，在打印的光斑區域中可達到4:1的調製範圍，得到的打印質量如上圖所示。
