從(cong)噴頭(tou)到(dao)設(she)備(bei)，我(wo)們(men)提供(gong)多種選擇；從科研(yan)到產業(ye)，我們展(zhan)示(shi)多種(zhong)可能。
材料沉積噴墨打印及
塗(tu)層係統解決方案
Inkjet、EHD、Ultra-sonic等多種微流體控(kong)製技術相關(guan)文件(jian)、視(shi)頻(pin)資(zi)料。
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微液滴(di)的生成(cheng)，其主要(yao)過程(cheng)是如何施(shi)以足夠(gou)大的作用力以擾動(dong)連(lian)續相與分散相之間存在的界麵張(zhang)力使(shi)之達到失(shi)穩。
通(tong)常(chang)，當待(dai)分散相某處施加(jia)的力大於其界麵張力時(shi)，該處微(wei)量液體會突破界麵(mian)張力(li)進入(ru)連續相(xiang)中形(xing)成液滴。
使用Inkjet噴墨(mo)打印技術，將(jiang)溶液進(jin)行(xing)分(fen)配，使其形成0.1-1000pL，速度在0.1-10m/s的微液滴，液滴發生頻率可設定在0-30kHz之(zhi)間。液滴一致性(xing)誤差(cha)為(wei)0.1%。
適用於多(duo)種材料發生的液滴在空中撞擊，融合或破碎(sui)的過程的探究；不同(tong)材料微液滴發生過程的探究；
微液滴在空中(zhong)受(shou)環境(jing)影響(xiang)的探(tan)究；微液滴撞擊(ji)基板(ban)的探究；微液滴揮發過(guo)程的探究等(deng)。
在顆粒(li)技術和粉末製(zhi)造(zao)領域(yu)，需要生產具有均(jun)勻特性的顆(ke)粒，以達(da)到嚴(yan)格的產(chan)品質(zhi)量(liang)。目前(qian)的霧器可以產生各種形狀(zhuang)的噴霧，但(dan)是(shi)高氣體流量和進料流量以及不(bu)同的噴霧(wu)方式會導致(zhi)噴霧空(kong)氣混(hun)合複雜(za)、霧滴軌(gui)跡複雜，進而導致霧滴和霧滴壁碰(peng)撞(zhuang)、壁沉積、汙(wu)垢、腐蝕(shi)、有(you)害(hai)團聚、大粒徑分布，最終(zhong)形成不均勻的產物。近年來，以(yi)粉末(mo)形式生產的材(cai)料都不斷要求新的粒子特性，以改善有效(xiao)密(mi)度(du)、壓實(shi)性、連接(jie)、分布(bu)和定向性，以形成獨(du)特的基體材料。此外，生物和製藥(yao)對高球形顆粒提出(chu)了(le)新的要求(qiu)。如(ru)：球(qiu)形顆粒提(ti)供了一種有用和實用的手段(duan)，通過提供足夠濃(nong)度的藥物直(zhi)接作用於靶(ba)點(dian)，以在預期(qi)的幾(ji)天到幾個月的時間內(nei)實現適當(dang)的藥物釋放(fang)，使藥物的藥效大化(hua)，因此(ci)，特別適合於化療(liao)藥物和結核(he)病藥物的膠體藥物遞送(song)。此外，在許多生物、農(nong)業和藥物測(ce)試研究中，會涉(she)及對(dui)細胞結構和功能(neng)的理解，而其(qi)數據/信(xin)號(hao)的靈(ling)敏(min)度和重現(xian)性與(yu)樣(yang)品粒子(zi)的均勻性有直接關係。噴印技術，是一種快速(su)、可靠(kao)、無溶劑(ji)的工(gong)藝，具有產生單分散液滴的顯(xian)著優勢，可準確控製液滴特性，因此(ci)可用於微粒印刷的產生。 MicroFab的MJ-AT-01擠壓式壓(ya)電打印頭，噴頭噴嘴(zui)孔徑為30μm，可用於微粒的產生。如(ru)：采用納米銀懸(xuan)浮液和金屬有機硝酸(suan)銀溶液(AgNO3)進行研究，發現噴墨油滴的尺(chi)寸(cun)將決定(ding)最後(hou)的線(xian)寬(kuan)，在噴墨打印過程中，懸浮(fu)顆粒的存在會增(zeng)大墨滴在基(ji)材上的直徑(jing)。進一步采(cai)用更(geng)高(gao)的驅(qu)動脈衝(chong)，可明顯提高噴墨打印導(dao)電線的成形性。然(ran)而，更大(da)的線寬引(yin)入會(hui)導致較(jiao)高的熔滴重(zhong)疊與較低的驅動脈(mai)衝相結(jie)合，引起(qi)脹(zhang)形現象，使直線度變差。 MicroFab的MJ-SF-80噴頭可用於製造具(ju)有不同形態(tai)和表(biao)麵特(te)征的顆粒。該(gai)設備長34mm，直徑12mm，孔(kong)板直徑80μm，噴墨裝置由一個環形壓電換能器連接(jie)到一個玻璃毛細管組成玻璃毛細管一端連接(jie)到進料容器，而另一端具有用於噴射(she)液體的孔板。通過對壓電換能器施加電壓，換能器產生了封閉在玻璃毛細管內流(liu)體的體(ti)積變(bian)化，進而產生壓力波，壓力波通過液柱向(xiang)噴嘴方向傳(chuan)播，孔口處流體柱(zhu)橫截麵的驟(zhou)變會誘發液滴的形成。由(you)於噴墨微點膠是數據驅動的、非接觸式的，因此(ci)能夠以高速率在非平麵表麵上準確沉積皮升體積。由於是數(shu)據驅動的，使用靈活，可應用到生產線進行自(zi)動化操作。此外，不需要特定應(ying)用的工具，如(ru)光罩或屏幕；作(zuo)為一種添(tian)加劑工藝，沒有化學廢(fei)物，屬於環境友(you)好(hao)型。
光刻(ke)機是在半(ban)導體領域必(bi)不可少的設備，無論(lun)生產製造什(shen)麽樣的芯(xin)片，都脫離(li)不了光(guang)刻機，如果說航空發動機代表了人(ren)類科技領(ling)域發展的top水(shui)平,那麽(mo)光刻機則是半導體工業界(jie)耀(yao)眼(yan)的明珠，其具有技術難度高、單台(tai)成本大、決定集成密度等特點。而目(mu)前先(xian)進的光刻機(ji)是有荷(he)蘭ASML生產的EUV光刻機，華(hua)為麒麟(lin)990 5G版初(chu)次(ci)采用了7nm EUV技術，EUV技術也叫(jiao)紫(zi)外光刻（Extreme Ultraviolet Lithography），它以波(bo)長(zhang)為10-14nm的極(ji)紫外(wai)光作為光源的光刻技術。具體為采用波長為13.5nm的紫外線，目(mu)前1-4代光刻機使用的光源都(dou)屬(shu)於深紫外光，而5代EUV光刻機則屬於極紫外光。 本文(wen)主(zhu)要介(jie)紹(shao)MicroFab的Inkjet技術在EVU上的應用。光刻是製造芯片的關鍵(jian)技術，光刻機通過光源(yuan)發出的光通過具有圖(tu)形的光罩（Reticle Mask，又稱(cheng)掩模版）在經過縮圖透鏡(jing)將光罩的圖案(an)照(zhao)射到塗有光刻膠(jiao)的矽片(pian)上，光刻膠在見光後會發生性質變化，從而使光罩上的圖形在矽片上刻錄，使矽片具有電子路線的作用。 EUV（極紫外光）的產生是通過激(ji)光將錫(xi)滴作為燃(ran)料使其產生等離子體的過程。LPP EUV（激光等離子體極紫外光源）是將高功率(lv)的的二(er)氧化碳激光打在直徑約為20微米的錫液滴上(shang)，通過高功率激光使錫滴膨(peng)脹蒸(zheng)發形成錫蒸汽(qi)，然後將蒸汽加熱(re)產生等離子體，這(zhe)個過程會產生極紫外光。產生EUV的燃料可以是錫（Sn）、氙（Xe）、鋰（Li），由於氙（Xe）和鋰(li)（Li）在實際測試中其產生的功(gong)率及工藝(yi)無法(fa)達到生產要求，錫滴被作為EUV製造的理想(xiang)燃料。 LPP EUV係(xi)統(tong)主要包括(kuo)錫滴發生器、激光器、源收集(ji)器(qi)、輻射收(shou)集器組成。錫滴發生器用於產生作為燃料的錫液滴，用於產生20um的錫滴；激光器用於提供能量源，用於激發錫滴，通過引導激光束至錫滴來(lai)激發錫滴產生等離子體；源收集(ji)器(qi)是一個中空的腔體，其內部為真空環(huan)境用於支(zhi)持等離子體；輻射收集器接收EUV輻射，在產生等離子體的過程中會發生EUV輻射，通過輻射收集器進行收集並將輻射狙擊成EUV光束(shu)進行後續工作。 其步(bu)驟為：1、錫液發生器使錫液滴落入真(zhen)空室(shi)。2、脈衝式(shi)高功率激光器擊中從旁飛過的錫液滴—每(mei)秒 50,000 次(ci)。Laser分為兩部(bu)分，前脈衝和功率放大器。前脈衝和主脈衝擊中錫液使其氣(qi)化。3、錫原子被電離，產生高強度的等離子體。4、收集鏡捕獲(huo)等離子體向所有方(fang)向發出的 EUV 輻射，匯聚(ju)形成光源。5、將集中起來的光源傳遞至(zhi)光刻係統以曝光晶(jing)片。 EVU的錫液滴發生裝置(zhi)主要是由MicroFab提供的噴墨壓電頭組裝(zhuang)而成。錫滴發生器主要包含(han)儲液器、錫材料、定製化的壓電噴頭、加熱器。儲液器用於存(cun)儲燃料液體，燃料液體由錫材料製成，在超(chao)過235℃高溫下融化，在氣體壓力作用下通過壓電噴頭擠出，由於瑞利破碎形成液滴。 錫滴產生原理(li)：定製化的壓電噴頭中心一端有3-5μm的小孔為毛細玻(bo)璃管，毛(mao)細玻璃管(guan)外壁(bi)粘結壓電陶(tao)瓷，壓電陶瓷(ci)在電信號的作用下(xia)會發生形變產生振(zhen)動，振動從壓電陶瓷傳遞(di)至毛細玻璃管。儲液器連接至毛細玻璃管的另一端，儲液器中的錫材料在加熱到高於235℃時形成錫溶液，錫溶液在氣壓作用下從毛細玻璃管擠出，產生束流。在沒有壓電陶瓷的情(qing)況下，束流將在液滴發生一段距(ju)離（約噴嘴直徑的100-1000倍(bei)）後自然破碎形成液滴，其液滴直徑大約為噴嘴直徑的2倍(bei)或略小，兩(liang)液滴間隔是噴嘴直徑的大約(yue)4.5倍(bei)，雖(sui)然毛細玻璃管外壁沒(mei)有壓電陶瓷的作用液可以產生瑞利破碎，但壓電陶瓷可以通過控製毛細玻璃管內的壓力控製瑞(rui)利破碎，從而使形成液滴的位置更加明確。 如果噴嘴的直徑為4μm，燃料液滴可以通過瑞利破碎形成約7μm直徑的液滴，液滴分開(kai)大約18μm的距離，噴嘴的液滴產生速率對應的瑞利頻率與噴嘴處燃料的平均速度和噴嘴的直徑相關。 雖然在沒有壓電陶瓷製動的情況(kuang)下也(ye)可以發生燃料液體束流的瑞利破(po)碎，但壓電陶瓷可以通過控製毛細玻璃管內的壓力控製瑞(rui)利破碎，調製毛細玻璃管內的壓力調(diao)製離開噴嘴的液體燃料的排出速度，並使液體燃料的束流在離開噴嘴之後以受控製的方式直接破碎為液滴。如果(guo)通過壓電陶瓷施加的頻率足(zu)夠接近(jin)瑞利(li)頻率，則燃料液滴形成，液滴被分開的距離由離開燃料噴嘴的平均排出速度和由壓電陶瓷施加的頻率決定。
在基於使用液態金(jin)屬液滴目標的激光等離子體的高亮(liang)度EUV光源的研究中，相關研究團(tuan)隊(dui)展示了基於激光等離子體的極紫外(EUV)輻射源的研究，該激光等離子體是由於納秒(miao)Nd:YAG激光器的輻(fu)射與由低(di)溫共晶銦錫合金組成的液態金屬液滴目標相互(hu)作用而產生的。液滴發生器使用商用噴頭（MicroFab）構建(jian)，並根據強(qiang)製毛細管射流分解原(yuan)理進行操(cao)作。證明(ming)了液滴質心位置的長期空間(jian)穩(wen)定性，均方根偏(pian)差為~0.5 μm。使用低溫工質代替純錫提高了液滴發生器的可靠性和使用壽命(ming)。對於液滴目標(biao)上激光輻射的時空平均功率密度4×1011Wcm-2和輻射等離子體直徑~80μm，激光能量轉換為EUV輻射能量的平均效率為13.5±0.135nm等於2.3% (2π sr)–1。使用雙(shuang)脈衝方法，研究人員對源操作的重複脈衝機製進行了建模，並證(zheng)明了其穩定運行的可能性，重複率達8kHz，液滴生成重複率超過32kHz，這將允(yun)許源亮度大到 ~0.96kW(mm2sr)–1。（上圖顯示了在激光脈衝衝擊後1.3毫秒時液滴的陰(yin)影照片，從與激光光軸(zhou)成90度和17度的兩個方向拍攝。液滴直徑83μm，液滴重複頻率33kHz，Plas=2×1011Wcm2。在圖a中，聚焦激光束從右向左(zuo)傳播(bo)，在圖b中，與圖像平麵成17°，液滴序列(lie)中心(xin)的白色輝(hui)光是目標等離子體的輝光，圖a中液滴軌跡(ji)左側(ce)的黑色形成和圖b中的黑(hei)色圓(yuan)圈對應於具有以下形狀的變形目標液滴具有彎曲(qu)邊(bian)緣的薄圓盤(pan)。對於超過2.3毫秒的延(yan)遲(chi)，可以觀察到出現在這個圓盤上的破裂，並(bing)且(qie)它開始(shi)分裂(lie)成小碎片。很容易估計，在這種情況下，圓盤厚(hou)度不超過200-250nm，並且由於燒蝕而導致的目標物質的蒸發會降低該厚度。）
相關研究團隊使用了引起擊穿(chuan)光譜(pu)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(you)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的皮克(ke)量進行小體積(90pL)定量元素(su)分析。使用532nm雙頭激光耦(ou)合到具有增強電荷耦合器件(CCD)檢測器的光譜儀(yi)，研究人員(yuan)研究了單脈衝和共線雙脈衝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(hao)米的注(zhu)射器管釋(shi)放，這樣可以在距離管子出口約2毫米處(chu)形成LIBS等離子體。然後用寬帶(dai)高分辨(bian)率光譜儀收集氣溶膠和單(dan)個微滴的排(pai)放物。製備多元(yuan)素校準(zhun)溶液，並對氣溶膠和微滴係統（MicroFab）的持(chi)續校(xiao)準驗證(CCV)標準進行分析，以計算(suan)每個係統的精密度、準確度和檢測限(xian)。校準曲線產生了兩個係統的R2值(zhi)>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(xian)(LOD)取平均值(zhi)，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、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激光脈衝產生LIBS等離子體的空間中。在單滴微滴LIBS實驗(yan)中，對總(zong)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。單滴微滴LIBS發射線Al I(394.40 nm)和Sr II(421.5 nm)的絕對檢(jian)測限約為1pg，Ba II(493.41 nm)的絕對檢(jian)測限約為3pg。總體而言(yan)，針(zhen)對單個微滴LIBS確(que)定的精密度、準確度和絕對LOD導致元素Sr II (421.55nm)、Al I(394.40nm)的典(dian)型(xing)性能為~14%RSD、6%偏差和1pg，Mg II(279.80)和Ba II(493.41nm)。
美國宇航局在微重力環境中的減(jian)重拋(pao)物線軌道(dao)飛(fei)行的初始測試中使用了MicroFab的微分配(pei)器。空間近晶質島(dao)的觀(guan)察與分析(xi)（OASIS）項目正在探索微重力環境中自由懸浮液晶的特性。 MicroFab的噴墨分配器用於在液晶表麵上沉積液滴。分配器在2014年在國(guo)際(ji)空間站(zhan)上飛行的設備上安裝，在那(na)裏進行完整的實驗。 上圖顯示了使用MicroFab噴墨分配器的氣泡室。 空間近晶質島(OASIS)甘(gan)油(you)/水填(tian)充(chong)物的觀察(cha)和分析：在每個樣品容器上用甘(gan)油(you)/水填充Inkjet液滴設備，用於最終實驗協(xie)議(yi)，並更換硬(ying)盤驅動器。OASIS研究液晶在微重力下的獨特行為，包(bao)括它(ta)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的顯示屏，它們也存在於肥(fei)皂(zao)和細胞(bao)膜中。該實驗允許對這些(xie)結構的行為進行詳(xiang)細研究，以及微重力如何影(ying)響它們像(xiang)液體和固體晶體一樣起作用的獨特能力。
細胞，作為生物結構(gou)和功能的基本單位，研究其相關生物行為及其規律(lv)與本質，對於探索(suo)疾病(bing)的機理與治(zhi)療手段，有著(zhu)巨大的意義。對細胞的研究是一個複(fu)雜的工程，細胞在人體內處於複雜的微環境之中，且細胞體積微小、種類多樣，在細胞水平進行細胞識別、代謝物檢測、內部組分分析、細胞結構與功能表征(zheng)、細胞間相互作用分析等工作也都有著很(hen)高的難度。因為樣品量小，分析物濃度低，樣品體係複雜，細胞水平分析對於傳統的研究和分析方法與技術是一個巨(ju)大的挑(tiao)戰。 在非(fei)均勻(yun)電場中采取(qu)介電泳(DEP)的方法，可有效進行單細胞的無接觸處理。微波通過在覆(fu)有三層金屬層(ceng)的柔性印刷(shua)電路板上鑽孔形成，因此每個微波形成了三(san)個環形電極。聚苯乙烯(xi)珠(zhu)和電池的實施裝置，包括一組微波管和一個流體裝置，用於從底(di)部向微波管中填充生理鹽水緩(huan)衝液，並從頂部將顆粒分配到微波管中。有源微波有望替代(dai)單流腔或通道芯片，其主要優點是可在不同的位(wei)置分離細胞，支持靈活(huo)的上清(qing)替(ti)代，簡化單細胞回收程序，確保(bao)與標準高密度微量滴度板的機械(xie)相容性，但是依(yi)然存在高通量的痛(tong)點待解(jie)決(jue)。 在這項(xiang)技術中，采用MicroFab的Jet Drive III和一個MJ-A噴頭，可將聚苯(ben)乙烯珠和細胞進行均勻分配，噴射出的液滴體積為0.5nl。實驗中，稀釋參數為105個細胞/ml，分析每滴細胞的統計分布得(de)知(zhi)，當每微孔滴10個細胞時，平均期望有0.5個細胞，可以有效獲得單個細胞。
使用MicroFab Inkjet技術噴墨打印的大鼠視網(wang)膜(mo)細胞，這些細胞不僅存活下來，而且還保留(liu)了生長發育的能力。（劍橋大學，2013）
使用MicroFab Inkjet技術將生物墨水噴射到2% 的氯(lv)化鈣溶液中，形成嵌入細胞的藻酸鹽(yan)微球。 上圖顯示了使用1×10^6個細胞/mL生物墨水製成的一些細胞封裝微球。
微球囊是將分散的固(gu)體物質顆粒、液滴或氣體完(wan)全包封(feng)在一層膜中形成球狀微膠囊的技術，目前已(yi)被廣泛(fan)應用微囊化藥物、燃料、香(xiang)料、粘合劑藥物的控製釋放、動植(zhi)物細胞培養、細胞和酶的固定以及生化物質分離等領域，具有廣(guang)闊的應用前景。 現階段的研究熱點集中於減小微囊(nang)的體積和微囊尺寸均勻化。這是由於體積小的微囊具有利於氧(yang)和營養物的供應、囊內死腔小和便(bian)於微環境投(tou)放等優(you)勢(shi)。常見(jian)的溶劑蒸發法、相分離法、界麵沉積法和噴霧幹燥法等物理化學(xue)法，需要在高溫(wen)條(tiao)件下或使用反應劇(ju)烈的破壞(huai)性有機溶劑，製備的微膠囊粒徑分布寬，很難滿(man)足醫藥工業和生物技術領域中保持生物物質活性的要求。而噴印技術製備的微球囊具有以下優勢： （1）微球囊尺寸高度統一； （2）微球囊的製備尺寸可調整(zheng)； （3）微球囊的藥物釋放速率可控； （4）生產規(gui)模易於擴大（使用陣列噴頭或多噴頭）； （5）局(ju)部給(gei)藥，避(bi)免毒性擴散(san)； （6）生物可降解，無需(xu)手術切(qie)除(chu)。 目前，Jetlab 製備的微球囊，可控的粒徑範(fan)圍15～100 μm。研究顯示，采用該係統製備的載紫杉醇微球，對所(suo)載(zai)的紫杉醇分子本身(shen)無破壞，確保了藥物的治療效果，包封率至少(shao)可達 67 % ,且粒徑均勻，藥物釋放緩慢。研究表明，噴墨技術生產的微球持續(xu)釋放超過50天，可有效抑(yi)製和逆(ni)轉(zhuan)腫(zhong)瘤(liu)的生長。
癌(ai)症的治療過程中發現，許多類(lei)型的癌症不僅(jin)對一種藥物產生反(fan)應，而是會對至少兩種細胞毒素或兩種抗癌藥物產生聯合反應，而且，藥物的綜合治療可有效降低癌症複發的風險(xian)。但是，由於多種藥物在治療過程中對劑量的要求會有所不同，因此，與傳統的由固體聚合物微球組成的微球不同，科研人員進一步研發了一種雙層微球結構，其聚合物的核心被另(ling)一種聚合物的塗層包裹，多種負(fu)載藥物可以針對性的治療不同類型的癌細胞。此類載藥聚合物微囊，利用其可對指(zhi)定組織(zhi)、器官的靶向性和對藥物的緩釋特性，從而有效地降低藥物給病人帶來的副(fu)作 用並提高藥物的生物利用度。 目前，該類藥物載體的發展和研究重點體現在--開發新型微粒製備方法，提高藥物的包封率，並且在大程度上確保芯材的完整性和活性，製備過程必須安全無毒(du)；其次是通過對微粒殼(ke)材的修飾(shi)，使其具有良(liang)好的生物通透性，從而加強微粒的 包封性能，具有靶向性，對病變細胞或組織具有特異(yi)性的識(shi)別，讓(rang)藥物穿過人體 內的生物屏障直接作用於病變區域，提高生物利用度。 利用基於MicroFab微壓電噴頭的微噴射係統，可用於生產雙層微球。該係統由兩根遮光管組成。外管用於注入形成外殼的液體，而空氣注入內管。空氣可以用第二種流體代替，從而產生多層球體。
藻(zao)類細胞固定化是廢水處理、有用代謝(xie)物生產和養殖管理的常用技術。然而，目前技術中對固定液滴的大小、微生物種群和生產率的控製需要改進。在這裏(li)，Hwa-Rim Lee所在課(ke)題組初次使用按需噴墨打印將海(hai)藻的孢子固定在海藻酸鹽微粒中。通過將藻酸鹽-孢(bao)子懸浮液打印到氯化鈣(gai)溶液中來產生帶有固定孢子的微粒。他們證明噴墨技術可以通過改(gai)變墨水中的孢子密度將噴射液滴中的孢子數量控製在0.23到1.87的範圍內。在基於打印的孢子封裝後，他們觀察到菌(jun)體的初始發芽(ya)和持續生長，直到培養(yang)45天。該研究表明，噴墨打印具有固定藻類的巨大潛力，並且控製封裝孢子數量及其微環境的能力可以促(cu)進對封裝孢子微觀相互作用的研究。將藻類細胞固定在聚合物水凝膠中具有廣泛的應用。固定化藻細胞可用於汙水處理，以去(qu)除養分、金屬和工業汙染(ran)物。捕獲的藻類細胞還可用於產生代謝物、測量毒性、通過冷凍(dong)保存細胞以及管理原種培(pei)養物。該技術還能夠改善固定化藻細胞的代謝、功能和生長。在水凝膠顆粒中捕獲微生物的方法包括將細胞懸浮液常規滴入裝有硬化溶液的容器中；擠壓滴水；重力驅動滴水；懸浮噴塗。所有這些方法要麽速度慢，要麽無(wu)法充分控製液滴的大小、微生物含量或生產率。一種實用的方法將克服這些缺(que)點。按需噴墨（DOD）噴墨打印廣泛用於各種領域，如生物打印、印刷電子和3D製造。DOD壓電噴墨打印在壓電噴墨打印機的噴嘴通道中使用了一個壓電致動器。電壓脈衝會減少裝有墨水的腔室的體積，因此有些會以液滴的形式噴出。壓電噴墨打印可以在>10kHz下產生大小為1–100pL的液滴。噴射液滴的大小可以通過調整輸入電壓脈衝或選擇合適(shi)的噴嘴來控製，並且小於水凝(ning)膠中營養物質和代謝物的擴(kuo)散極限（100-200μm）。小尺寸的微粒可以使捕(bu)獲的藻類細胞生長過程中的抑製作用小化。由於能夠噴射少量墨水，噴墨打印已被用於封裝大分子、藥物和哺乳(ru)動物細胞。
微滴數字(zi)PCR（droplet digital PCR, ddPCR）主要是將兩種互不相溶的液體，以其中一種作為連續相（油），另一種作為分散相（水），在水/油兩相表麵張力和剪切共(gong)同作用下分散相以微小體積單元的形式存在於連續中，從而成液滴。這種液滴式的反應腔室具有體積小、樣品間無擴散等優勢。在ddPCR中，利用微液滴發生係統可以一次生成數萬(wan)乃至百萬個納升甚(shen)至皮升級別的單個油包水微滴，作為數字PCR的樣品分散載體。上圖是使用MicroFab的Jetlab 4噴墨打印係統，以30kHz的頻率，在油槽(cao)的液麵下方，噴墨打印水相溶液，形成了穩定的直徑45μm左右的油包水微滴，一致性好，排列整齊。（睿(rui)度光電2021高通量ddPCR油包水微滴打印測試(shi)）
微米級液滴的準確和有效生成是基於液滴的微流體常見和重要的問(wen)題之一。主動液滴生成利用額外的能量輸(shu)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(sheng)液滴的研究中，相關研究團隊報(bao)告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(xin)技術。 CIV是在傳統噴墨噴嘴的噴口(kou)處首先通過將液體推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可以在半徑為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(qing)鬆(song)準確地(di)調節(jie)液滴體積，使其與數字微流體係統無縫(feng)兼容。
農藥準確變量噴施技術一直是智能化植保機械的重要研究內容，一直是精細化農業領域的研究熱點。農藥準確噴施牽涉到農藥的有效利用、農產品安全、環境汙染和操作者(zhe)的人身安全等眾(zhong)多問題。如何按(an)照農業要求快速準確地進行噴施作業，並使其具有良好的霧化特性和均勻性是噴施的關鍵要素。 農藥霧滴在葉片表麵的沉積、潤(run)濕和粘(zhan)附行為在植物保護(hu)中至關重要，因為對它們的研究能有效減少化學品浪(lang)費和環境汙染。實際中數以百萬計的直接作用於植物表麵的農藥霧滴會到達非目標地點，且這些農藥在降(jiang)落途(tu)中可能被風吹(chui)離軌道，也可能從植被表麵反彈(dan)回(hui)來。這種偏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(fang)止化學物質損(sun)失在農藥植保中是一個非常值得關注的問題。解決這一問題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或消泡、穩定或緩衝以及潤濕或粘附(fu)性質的作用，並降低製劑的界麵張力以增強液滴的沉積。來自有機矽氧烷、聚電解質和乙(yi)氧基化合物的表麵活性劑已被試驗證明有效，其效力取決於濃度水平。雖然表麵活性劑農藥複合物改善了植物表麵的液滴沉積，但它受到葉片方向和表麵形態、液滴行為和施用係統的抑製。親水或疏水葉片表麵在正(zheng)麵-背(bei)麵部分暴露(lu)於噴霧液滴決定了沉積效率。噴射液滴的電荷疊(die)加也增強了極性吸(xi)引和環繞沉積。高電壓施加為液滴提供了特有的負電荷，以吸引葉(ye)片結構中的正離子。在不同的各(ge)向異性的情況下，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。 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(yun)動情況及附著狀態。該係統可以很好的應用於農藥準確噴施技術的研究。其優點：1、高精度：噴墨產生高度可重複的液滴（10-200μm），可通過聚集產生更大的體積。2、連續變化：單個滴（1pL-10nL）的min小尺寸幾乎會產生總（累(lei)積）量的連續變化。
對可印刷電子產品的興趣(qu)，特別(bie)是基於紙(zhi)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(zui)終沉積形態。對於多孔基材，溶劑滲(shen)入孔隙為文獻中尚(shang)未(wei)完全(quan)闡(chan)明的沉積模(mo)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(shi)性。對於所考(kao)慮的情況，發現溶劑滲透比接觸(chu)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，眾所周(zhou)知的“咖(ka)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動到接觸線的時間tP和殘(can)留液滴體積的蒸發時間tEI。它們的比(bi)率tP/tEI決定了咖(ka)啡(fei)環沉積是形成 (tP/tEI1)。
納米尺度液滴鋪(pu)展與回縮動力學研究等微流體數理研究。
相關研究團隊采用高速視頻成像來研究影響自由懸浮的近晶液晶薄膜的幾皮升體積的微滴（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，特別是液滴速度和質量，觀察到三種不同的狀態，例(li)如捕獲、回彈和隧穿。快速液滴完全穿透(tou)薄膜。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。在某個中間速度範圍內的液滴從薄(bao)膜反彈回來。撞擊後，薄膜變形並將液滴拋回，消(xiao)耗(hao)大量初始動能（上圖為衝擊速度為4.8m/s的液滴和具有相同速度的衛星(xing)液滴從薄膜上彈回。衛(wei)星液滴激發初級(ji)液滴的振蕩(dang)，因此當液滴具有扁(bian)長的形狀和與薄膜的短接觸線時，它可以離開近晶薄膜。圖像是減去背景的。圖像尺寸為170μm×170μm。每幀(zheng)中的時間以微秒為單位，相對於液滴與薄膜的第(di)一次接觸。）。緩慢的液滴被捕獲並嵌入薄膜中。在衝擊和隧穿過程中，會損失大量的動能。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寸的近晶殼，其中包含幾皮升不混溶的液體。
香氣通過給遊(you)戲(xi)玩家帶來自然的氣味(wei)來增強遊戲的動作。但是，香氣的使用更加深入。研究表明，香氣可用於引發恐懼，興(xing)奮(fen)和許多其他(ta)情緒。在遊戲中添加此維(wei)度將創造更逼(bi)真的遊戲體驗。 MicroFab創(chuang)建了代號為Pinoke的原型香氣生成係統，以演(yan)示該技術在遊戲環境中的緊(jin)湊(cou)性和簡便性。Pinoke型設備可能位於顯示器旁邊，正前方，甚至可能像醫(yi)生的聽診(zhen)器一樣被佩(pei)戴(dai)。寫入軟件代碼的數字信號觸發香氣發生器發出準確數量的適當香氣。Pinoke頂上的莫(mo)霍克號是一個香氣盒，當香氣材料被消耗掉時，隻(zhi)需將其拆下並更換。 遊戲原型Pinoke中的相同技術適用於電影觀看(kan)體驗。聲音徹(che)底改變了無聲電影，香氣也改變了現代電影。香氣生成設備還(hai)將增強虛擬現實體驗。虛(xu)擬現實頭戴式耳(er)機中的安(an)裝設備將以輕鬆的方式將香氣傳遞給受訓(xun)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。
互聯(lian)網或您當地的雜貨(huo)店的下一個層麵將是增加香氣。想象一下在當地雜貨店的過道上走。您經(jing)過烘烤區，特別是盒裝布朗(lang)尼(ni)蛋糕區(qu)。您的運動會觸發一個傳感器，散發出新鮮出爐的巧克力蛋糕的香氣。這會誘使您(nin)購買巧克力蛋糕嗎？甚至使您渴(ke)望巧克力蛋(dan)糕嗎？與單獨包裝相比，香氣的使用可能非常有力，甚至更具說服力。 在香水行業，市場研究可能是一項艱巨的任(ren)務(wu)。通過使用香氣生成設備，公司(si)可以以比當前方法更實惠(hui)的成本對最終用戶進行市場研究。這些工具不僅高度適用於香水行業，而且還適用於任何希望更多地了解香氣對消費(fei)者決策產生影響的行業，如：商(shang)場、酒店(dian)等。 當放置在百貨商店中並鏈(lian)接回香水製造商時，內部裝有香水產生裝置的信息(xi)亭將是一種寶貴(gui)的工具。使用信息亭的個人可以任意(yi)組合，從不同的氣味或“香精節點”中進行選(xuan)擇，並在幾秒鍾(zhong)內聞到新創建的香精。然後，程序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(xun)問消費者對所創建香水的喜(xi)好。該應用程序(xu)還可用於市(shi)場(chang)測試機構甚至研究實驗室。
依據2000年(nian)的美國人口調查報告顯示，全美(mei)範圍內約有450萬人患(huan)有阿(a)爾(er)茨(ci)海默(mo)症，85歲(sui)以上的老年人群(qun)體中約有一半人患有阿爾茨海默症，而且，預計(ji)2050年患病人口數將進一步攀升至1320萬人，每年阿爾茨海默症患者的直接和間接治療費用達1000億(yi)美元，對社會和家庭造成嚴重的影響。阿爾茨海默症(zheng)的早(zao)診斷早幹(gan)預，可有效延遲疾(ji)病的發病，降低治療費用，提升患者滿意度。在對患者的研究中發現，患病初期對氣體的識別能力顯著下降，且嗅(xiu)覺(jue)信息的處理與海馬體體積之間具有很強的相關性，因此可采用生物體的氣體測試有效檢測阿爾茨海默症的發病。氣體識別測試（UPSIT）是常見的刮(gua)嗅測試，但是其不能量化嗅覺閾(yu)值，且不同濃度溶液的製備較為繁(fan)瑣(suo)，無法用於疾病的準確預(yu)測。 嗅覺測量技術是基於數字控製的高精度噴墨點膠技術，可精準確定人的嗅覺閾值。由於特定氣味的閾值被確定為非常高的分辨率，且噴墨微分機能夠提供納摩(mo)爾數量的氣味每一滴，因此該係統可通過可互換的墨盒(he)來散發多種氣味。通過使用試驗中使用的氣味劑的稀(xi)釋劑，該分辨率可以延長到單滴分配。 MicroFab嗅覺檢測由壓電驅動的微分配裝置組成，將少量氣味源分配到加熱元件上，揮發油通過非常低的氣流傳遞給測試者。嗅覺計帶有一個配備微處理器的控製框(kuang)、液晶顯示屏和操作按鈕(niu)，具備下載測試數據(ju)的能力。檢測時，將控製器預先編(bian)程，以對數遞增的步進下降計數，並確保測試者在試驗之間有足夠的恢(hui)複時間。 實驗選用了一種玫瑰(gui)氣味劑(苯乙醇(chun))，因為它能選擇(ze)性地刺(ci)激嗅覺腦(nao)神(shen)經而不影響鼻內三叉神經末梢(shao)。另選用檸檬(meng)氣味劑(檸檬提取物)進行實驗，因為它會刺激三叉神經。第一次試驗中，小劑量的氣體（12.06 nl）傳送至測試者的輸入氣流中。在隨(sui)後的試驗中，對數衰減的氣味量(09 nl~102.5 nl)被釋放在等量的空氣中，並且由測試者報告(gao)是否(fou)聞(wen)到另一種氣味。 實驗發現，MicroFab的嗅覺檢測針對玫瑰氣味劑(苯乙醇(chun))和檸(ning)檬氣味劑(檸檬提取物)兩種氣味，檢測靈敏度高，且發現阿爾茨海默症患者的嗅覺閾值（89.02 nl 和74.34 nl）明顯高於帕(pa)金森氏症患者（23.08 nl 和74.34 nl）。
自2001年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）的需求已成為聯邦，州和地方政(zheng)府機構的當務之急。在機場，邊境口岸，聯邦(bang)大樓(lou)，港(gang)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(hen)量檢測器。爆(bao)炸(zha)物代表一類重要的非法物質，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持和便攜(xie)式到台式或門戶(hu)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(wei)為千分之1到萬億分之一或更低。因此，檢測儀器要麽必須采樣大量空氣，要麽具有高靈敏度，首選後一種選擇。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，毛細管電泳(yong)-CE），離子檢測方法（質譜-MS，離子遷(qian)移譜-IMS），振動光譜法（紅外吸收，拉曼散射等），紫外線/可見光法（發熒光的聚合物，顏(yan)色反應），免疫(yi)化學傳感器或電化學傳感(gan)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，IMS跟(gen)蹤(zong)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(miao)述的各種方法中，尤(you)其是在靈敏度的新改進之後，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的係統可以輕鬆減小尺寸，並可以作為模塊(kuai)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(tian)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一可用信息來自製造商。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(wang)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。現有技術不是很準確，不能輕易小型化。NIST已使用MicroFab微型分配器的數據評(ping)估(gu)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(bai)分之一百萬億（v / v）。該範圍不僅涵蓋當前的檢測極限，而且還將涵(han)蓋(gai)未來新開發的探測器靈敏度的提高。
美國國家標準與技術研究院材料測量實驗室表麵和微量分析科學部報告了對微滴進行高度可重複的重量和光學測量，從而深(shen)入了解按需 (DOD) 打印的基本原理。DOD 分配器內的基線流體壓力控製在 0.02 hPa 以內，從而實現了分配液滴質量的長期穩定性，觀察到的異丁(ding)醇變化接近 1% (RSD)。重量測量足夠靈敏，可以檢測並避免分配器內氣泡的不良影響。重量和光學速度測量能夠一致地確定控製操作變量基線行為的液滴動能。液滴噴射頻率、分配裝置內的流體壓力和一次分配的液滴數量以非線性方式影響質量和速度。
相關研究人員開發了一種使用基於噴墨的分散液-液微萃取 (DLLME) 結合超高壓液相色譜-串聯測定小麥(mai)中黃(huang)曲黴毒素 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(zhuo)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/水溶液進行了預處理。在研究範圍 (0.06–6 µg/kg) 內觀察到良好的線性，定量限 (0.06–0.18 µg/kg) 低於歐盟(meng)為穀物製定的高水平。所有化合物都獲得了令人滿意的回收率，範圍為 83.2% 至 93.0%，相對標準偏差低於 4.6%。該方法簡(jian)便可靠，溶劑消耗低，代表了傳統DLLME技術發展的新方向。
通過Inkjet噴墨打印技術實現氣溶膠生成。
與使用純化石(shi)燃料相比，使用生物乙醇和汽油的混合物作為汽車(che)燃料可淨(jing)減少有害排放物的產生。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(heng)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(zao)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。
氣溶膠是大氣的關鍵組成部分，在許多工業過程中發揮著重要作用。由於氣溶膠顆粒具有較高的表麵積與體積比，因此它們的表麵特性尤為重要。然而，直接測量氣溶膠顆粒的表麵特性具有挑戰性。在這項工作中，相關研究人員描述(shu)了一種測量表麵時效
相關研究人員證明，通過對探針和樣品氣溶膠液滴的比較測量，可以高精度地檢索氣溶膠液滴的平衡吸濕響應以及水冷(leng)凝和蒸發的動力學，甚至接近飽和。描述的實驗方法，是基於帶有新設計的捕集室的電動平衡。通過使用由純(chun)水或已知濃度氯化鈉(na)溶液組成的探針氣溶膠，可以準確測量氣相相對濕度 (RH)，不確定度通常小於 0.005。通過快速控製進入腔室的氣流，可以在
MicroFab的皮升級微液滴發生係統可用於大氣探測。液滴測量範圍2~50μm。
MicroFab的皮升級微液滴發生係統可用於大氣微量氣體，氣溶膠，大氣放射性物，冰核，單顆粒物分析，氣溶膠-雲(yun)交(jiao)互作用等相關研究。
澳(ao)門大學科技學院(yuan)土木與環境工程係黎永(yong)傑(jie)副教(jiao)授使用MicroFab的微液滴發生係統產生不同大小的單組分粒子液滴和混合組分粒子液滴，用於研究相對濕度對混合粒子吸濕性的影響，實驗研究經曆不同RH循環的混合粒子的吸濕行為變化的結果表明，當大氣中的RH循環作用於具有反應性組分的混合粒子時，可能會對它們的吸濕性產生顯著影響，這種現象(xiang)可能會導致其形成產物的光吸收而加劇加熱效應，進而影響輻射平衡和全球氣候(hou)。（2020）
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(li)波形參(can)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(gen)據四種不同的液滴形成機製，即(ji)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準確控製的。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。
在當今(jin)時代，噴墨打印(IJP)技術在機械、電子甚至生物設備的製造中發揮著重要作用。然而，目前的IJP技術無法處理粘性油墨，這大大地阻礙(ai)了廣泛的工業應用。在“基於超疏水表麵的氣力輸送打印”的研究中，相關研究團隊發現利用噴嘴端麵的超疏水材料結合氣流的拖動和剪(jian)切作用，可以在相當低的噴射/擠(ji)出壓力下產生微米級的液滴。這種傳統IJP技術的變體稱為氣動輸送印刷(PCP)，能夠處理粘性油墨。分別使用微型泵(beng)和微型壓電作為墨水擠出機的兩個PCP原型是自製的，以展示打印性能。對於使用微壓電的PCP，允許粘度約為 700 mPa s。此外，由於墨水擠出速度較慢(man)，PCP過程中管道或墨水腔內的壓力和孔口處的剪切速率遠小於傳統 IJP。進行了實驗和模擬，以揭示所提出的PCP技術的機製。
布裏斯托爾大學化學學院使用MicroFab的微液滴發生係統（噴頭：MJ-APB-01）將液滴引入室中，並通過感應電極的存在將小電荷施加到液滴上，並與電動力學天平（EDB）與光散射技術結合研究了溶質種類對水性氣溶膠微滴之間傳質的影響。探索了緩慢的體相擴散和表麵有機膜的形成對水蒸發的限製，將離子鹽溶液（特別是氯化鈉和硫酸銨）的蒸發測量值與分析模型框架的預測值進行比較，突出了與量化氣體擴散傳輸相關的不確定性。（2020）
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劍橋(qiao)大學大氣科學中心和生物化學係研究出一種新設計的冷電動平衡（CEDB）係統，並展示了測量SWD的蒸發動力學和凍結特性方麵的初步應用。懸浮水滴位置的CEDB室溫度可控製在以下範圍內：−40至+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，Mie散射信號也用於表征和區分液滴凍結事件；通過對蒸發液滴半徑的時間分辨測量，計算了單懸浮液滴的蒸發率，並測量了蒸發率隨溫度的明顯趨(qu)勢。將MicroFab微液滴生產係統與CEDB聯合使用研究了過冷液滴的蒸發速率和這些液滴的凍結能力，在未來的實驗中可用於研究一係列凍結現象及其對大氣冰核的影響。（2015）
布裏斯(si)托爾大學化學學院利用MicroFab的微液滴生成係統產生二氧化矽NPs液滴，結合電動平衡儀（EDB）和落(luo)滴鏈儀研究了氣相幹燥條件、溫度和相對濕度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設計，這些數據可用於擴大設計和參數優化，用於食(shi)品和製藥行業的大多數中試噴霧幹燥機應用。（2020）
布裏斯托(tuo)爾大學化學學院、英國倫(lun)敦(dun)國王(wang)學院藥物科學研究所和赫特福德大學局部藥物遞送和毒理學研究中心利用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中氣溶膠顆粒的大小是如何影響其在肺部內的沉積位置以及吸入過程中氣溶膠的吸濕性增長，以準確模擬沉積劑量，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，並使我們能夠更準確地預測和操縱(zong)藥物氣溶膠在肺中的藥物沉積。（2014）
布裏斯托爾大學化學學院使用MicroFab的微液滴發生係統和圓柱形電極電動平衡技術結合，提出了一種檢查單個氣溶膠顆粒動態吸濕響應的策略，允許直接研究調節顆粒尺寸時間依賴性的熱力學和動力學因素之間的相互作用。在測量不斷變化的液滴尺寸時，時間分辨率高達2.5ms，是該領域早期工作的50-100倍；並且提供了快(kuai)速改變氣流條件的機會，引發蒸發或冷凝事件，並允許(xu)隨後研究動力學。MicroFab的微液滴生成係統可以快速連續重複蒸發事件的實驗，以前的儀器沒有足夠的穩定性/再(zai)現性來允許這種重複測量。(2012)
在“具有相同粘度的等直徑皮升液滴二元碰撞的動力學和結果”的研究中，已經通過實驗研究了具有相同粘度、不同衝擊速度和衝擊角(jiao)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 的純水滴對和粘度為 5.17 mPa s 的含水蔗(zhe)糖 (40% w/w) 液滴之間的碰撞。碰撞液滴的直徑約為38μm，比之前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(shi)倍左右。改變撞擊速度和角度會導致不同的碰撞結果，包括聚結、反射分離和拉(la)伸分離。碰撞結果繪製在兩個粘度相關的狀態圖上。對於高粘度和低粘度情況，狀態邊界通常與早期文獻一致。對於兩種流體，實驗和理論之間的一致性使英國布裏斯托大學化學學院和英(ying)國倫敦帝國理工學院土木(mu)與環境工程係的相關研究人員對這裏測試的模型更有信心，以預測這種尺寸和這些粘度的液滴的碰撞結果。（2022）
在“放大數字在線全息（MDIH）在高溫氣流中脫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 (MJ-AT-01-50) 由鋯(gao)鈦(tai)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(tuo)硫廢水濃度、添加溶質、載氣流速等操作條件的關係。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，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）
噴墨打印是一種無需掩(yan)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(xu)具備穩定、準確地噴墨打印的能力。 相關研究團隊通過監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、位置精度和允許噴射頻率等特性，通過實驗將可打印範圍定義(yi)為4≤Z≤14。
感染的空氣傳播依賴(lai)於病原體在宿主之間傳播時在氣溶膠運輸中存活的能力。了解決定空氣傳播微生物存活的參數對於減輕疾病爆發的影響至關重要。用於體外研究生物氣溶膠壽命的傳統技術具有係統性限製，無法準確表示這些顆粒在自然環境中會遇到的條件。相關研究團隊報告了一種新方法，可以對生物氣溶膠存活率作為相關環境條件的函(han)數進行穩健(jian)的研究。該方法使用按需液滴技術（MicroFab的MJ-ABP-01噴頭，孔口直徑30μm）來生成具有定製化學和生物成分的生物氣溶膠液滴（每次試驗1到100個以上）。這些液滴陣列被電動陷阱(jing)捕獲並懸浮在受控環境室內。然後在所需的懸浮時間（小於5秒到大於24小時）後將液滴沉積在基板上。隨後可以通過在沉積後24小時計算菌落形成單位來確定細菌對霧化的反應。在第一項研究中，由初始半徑為27.8±0.08µm 的大腸杆菌MRE162細胞 (108ml-1) 懸浮液形成的液滴在30%的相對濕度下產生並長時間懸浮。在延長至1小時的時間段內測量存活率的時間依賴性。研究人員證明這種方法可以直接研究空氣生物學、大氣化學和氣溶膠物理學之間的界麵，以確定可能影響空氣傳播病原體存活的因素，目的是為公共衛生和生物防禦(yu)應用製定感染控製策略。 上圖(a)是CELEBS（受控電動懸浮和提取生物氣溶膠到基質）裝置主要組件的展開圖。(b)是CELEBS操作示意圖。(c,d)是相同生物氣溶膠群體懸浮和初始沉積的連續特寫(xie)圖像。與由施加到環形電極的交流波形驅動的液滴的振蕩運動相比，由於相機的快門速度較慢，懸浮液滴顯示為線條。
布裏斯托爾大學化學學院與英國國防科(ke)學技術實驗室（DSTL）報告了一種新的實驗策略，TAMBAS（氣載微生物存活的微物理和生物學評估的串(chuan)聯方法，使用MicroFab的微液滴發生係統製備樣品微滴，以探索影響氣溶膠微滴中氣載微生物生存的物理化學和生物學過程之間的協同作用。這種創新方法提供了對從氣溶膠液滴生成到局部環境中的平衡和生存力衰(shuai)減過程的獨特和詳細的理解，闡明了之前未描述的衰減機製。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、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理解，包括微生物在大氣處理和雲形成中的作用。（2020）
