從(cong)噴頭到設備，我(wo)們(men)提供多種(zhong)選擇；從科研(yan)到產業，我們展(zhan)示多(duo)種可(ke)能(neng)。
材(cai)料(liao)沉積噴墨打印及
塗(tu)層係統解(jie)決方(fang)案(an)
Inkjet、EHD、Ultra-sonic等多種微流體控(kong)製(zhi)技術相(xiang)關(guan)文(wen)件(jian)、視(shi)頻資(zi)料。
材(cai)料(liao)沉積噴墨打印及
塗(tu)層係統解(jie)決方(fang)案(an)
從(cong)噴頭到設備，我(wo)們(men)提供多種(zhong)選擇；從科研(yan)到產業，我們展(zhan)示多(duo)種可(ke)能(neng)。
Inkjet、EHD、Ultra-sonic等多種微流體控(kong)製(zhi)技術相(xiang)關(guan)文(wen)件(jian)、視(shi)頻資(zi)料。
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使用Inkjet噴墨打印技術，以(yi)點成(cheng)線(xian)的方式，將微(wei)液滴(di)（皮(pi)升(sheng)量(liang)級）進(jin)行(xing)按(an)需分配，進行快速(su)、準(zhun)確(que)的噴墨，使溶劑(ji)打(da)印成圖(tu)形或圖案。
有(you)線條邊沿(yan)整(zheng)齊，尺寸可控，一致(zhi)性好(hao)，可重複性好等特點。
基於穩定、可控的液滴發生機構(gou)，結(jie)合高精度的運(yun)動平(ping)台(tai)和程序(xu)，能夠將(jiang)多種溶液快(kuai)速，準確的進行分(fen)配(pei)，使點成線。
線寬(kuan)、長度、圖案的大(da)小等都可通(tong)過調(diao)節參(can)數(shu)進行控製。
當(dang)今(jin)時(shi)代電(dian)子技術迅猛(meng)發展，傳(chuan)統的剛性(xing)電子產(chan)品已(yi)無(wu)法滿足人(ren)們對(dui)電子(zi)產品便利(li)性、人機交(jiao)互(hu)能力以及舒適性的使用要求(qiu)，從而限製了(le)該類(lei)產品在日常(chang)生活中的實(shi)際應用，而可延(yan)展柔性電子技術可以在保(bao)持(chi)產品係統完整性的同時具(ju)備(bei)一定(ding)程(cheng)度(du)的拉伸(shen)、彎(wan)曲(qu)以及扭轉等形(xing)變(bian)能力，受(shou)到了國(guo)內外電子產業界的廣泛(fan)關注(zhu)。可延展柔(rou)性電子技術是(shi)指(zhi)在具備一定拉伸、彎曲以及扭(niu)轉(zhuan)能力的聚(ju)合物(wu)薄膜(mo)基材上通過(guo)直寫、轉印等方式(shi)形成具有導(dao)電能力的互連電路(lu)圖形的新(xin)型(xing)電子技術，其(qi)產品因在保持係統(tong)功(gong)能完(wan)整性的同時具備一定程度的拉伸、彎(wan)曲(qu)以及扭轉等形(xing)變(bian)能力，可以應用在複(fu)雜(za)的三維工作(zuo)曲麵(mian)環境(jing)中，大大地提(ti)高(gao)了此類電子產品的應(ying)用便捷度以及應用範圍。目前(qian)，可延展柔性電子技術在光伏(fu)、顯示、傳感器等領(ling)域得到了快速的發展，出(chu)現了可延展太(tai)陽(yang)能電池(chi)麵板、柔性有機(ji)電致發光(guang)器(qi)件（OLED）、電子紙（E-paper）、柔性智(zhi)能標(biao)簽（Smart tag）、柔性電池等應用。柔性電子製造過程通常包括:材料製備、沉(chen)積、圖案化、封裝, 可通過卷(juan)到卷(R2R)基板(ban)輸送(song)進行集成。 噴墨打印技術經(jing)過不斷發展已經在工業生產中變得(de)越來越(yue)常見，打印機工作原(yuan)理是以熱(re)感(gan)或壓電的方式將噴頭(tou)腔(qiang)體內(nei)的油墨以微小的液滴噴射出來，在柔性襯底上形成設計的圖案。MicroFab公(gong)司的Jetlab係列產品可以實現在任意3D對象(xiang)上(shang), 包括(kuo)曲麵的柔性表麵打印任(ren)何(he)電路結構。
微機電係統(Micro Electro-Mechanical System，簡(jian)稱MEMS)，是微電子技術與機械(xie)加工技術結合的典範，涉及微電子、流(liu)體力學(xue)、材料力學、聲學等多種科學工程技術。MEMS具有以下幾個(ge)特征：（1）尺(chi)寸在毫米到(dao)微米範(fan)圍之間，區別(bie)於(yu)傳統機械，但(dan)並沒有進入到物理上的微觀(guan)層次(ci)；（2）基於矽(xi)微加工技術製造；與微電子芯片(pian)相同(tong)，可以大批(pi)量、低成本生產，使性能價格比較(jiao)傳統的宏(hong)觀機械製造技術有大幅度的提高；（3）MEMS中(zhong)的機械不限於狹(xia)義(yi)的機械力學中的機械，它代(dai)表一切具有能量轉換(huan)、傳輸(shu)等功能的效(xiao)應，包(bao)括力、熱、聲、光、磁、化(hua)學和生物等；（4）MEMS的目標是微機械與(yu)IC集(ji)成在一起(qi)的微係統，即具有一定自(zi)適(shi)應處理(li)能力的智能化微機電係統。由於單(dan)個封裝(zhuang)需(xu)要集成多種功能，MEMS封裝需要(yao)光學和電子I/O，並且(qie)需要非(fei)平麵結構的製造，通過光刻(ke)工藝(yi)難以實現(xian)。 一般(ban)來(lai)說，壓電係(xi)統難以在150℃以上的溫度下工作。Micro Fab公司研發的Jetlab II平台可用於噴墨點(dian)膠應用，研發的壓(ya)電噴墨設備可在高溫(wen)下(xia)操(cao)作，使用按需模式噴墨技術分配高粘(zhan)度聚合物、焊料和其他材料。目前，該設備可成功用於嵌(qian)入式電阻的噴墨打印，印刷(shua)電阻的尺寸(cun)從125μm到幾毫(hao)米。此(ci)外，還可用於電容器和電感器的打印，電容(rong)器打印時，由(you)於下電極、電介質(zhi)和上電極層依(yi)次鋪(pu)設，可以通過重複鋪設形成多層電容器，改變電介質的麵積(ji)和厚(hou)度改變電容量值(zhi)的範圍。電感器打印時，主要是打印中心(xin)電極、鐵氧(yang)體(ti)層和導體線圈，可通過改變印刷線圈(quan)的匝(za)數來改(gai)變電感值。目前，通過噴印已成功製備出鐵氧體納米顆(ke)粒(li)層上的250μm 銀(yin)納(na)米顆粒線。
RFID標簽天(tian)線是按照(zhao)射頻(pin)識(shi)別所(suo)要求的功能而設計(ji)的電子線路，其性能對RFID係統的性能有著重(zhong)要影響(xiang)。目前，RFID標簽(qian)天線的製備方法主要有蝕(shi)刻法、電鍍法及導電油墨印刷法等。其中，蝕刻法存(cun)在成本高、 生產流程複雜、生產過程慢(man)、精度較低(di)及環境汙染等問題(ti)；電鍍(du)法的小(xiao)量生產成本昂貴(gui)，但大批量生產所需的設備投(tou)資又(you)較高。導電油(you)墨印刷法按照印製設備原理可分為絲網印製、凹版(ban)印製、柔性版印製和噴墨印製。其中，絲網(wang)印刷工藝精度可達(da)10μｍ，具有較高的天線製備精度，但采(cai)用的油墨一般為高黏(nian)度油墨，墨層厚度較大，不適用於超高頻、微波段墨層較薄的天線印製。凹版(ban)印製工藝可以獲得較好的圖形分辨率，印製油墨的層厚適中，但印製過程中印製壓力大，可能使天線發生扭曲變形而影(ying)響天線的性能。柔性版印製基底(di)材料適用廣(guang)泛，但印製過程中的印製壓力會(hui)使印版變形，造成製備的天線邊緣(yuan)均一性差(cha)，降低天線成品率(lv)。噴墨印製法是一種非接觸(chu)式的數字化無版印製工藝，其製備過程中噴頭與基底不接觸，避免了微噴頭的損壞和導電油墨被(bei)汙染，對基(ji)底表麵不產生壓力，提高了製備穩(wen)定性和精度；可以使用較低黏度的墨水；無需製版，簡化了印製過程；對天線圖形可以在線修(xiu)改，提高了天線製備的靈活(huo)性。
柔性電子材料具有高靈(ling)敏(min)度、可彎折等優點，具有可穿戴性，可應用於各(ge)類柔性傳感器，如(ru)壓力傳感器、觸覺傳感器、氣體分子傳感器等。在電子皮膚(fu)、醫療監測(ce)、智能機器人等方麵應用廣泛。上圖所示(shi)為(wei)基於銀納米線(AgNW)噴墨打印的柔性電阻(zu)式壓力傳感器，靈敏度達0.48 kPa-1。
天津(jin)大學相關課題組開發了一種柔性表皮生物微流控裝置，以實現連(lian)續(xu)血(xue)糖監(jian)測。如圖A所示，該裝置可以像(xiang)創可貼一樣緊(jin)緊地(di)貼(tie)在皮膚表麵，以獲得血糖濃度變化的信息。柔性裝置不會影響人體的正(zheng)常活動(dong)，應用起來非常方便。此外，柔性裝置可以隨(sui)著(zhu)皮膚的運動而變形，這(zhe)避(bi)免了由裝置和皮膚之間的相對運動，從而促(cu)進透(tou)皮吸(xi)收。圖B顯(xian)示了表皮生物微流體裝置的結構，其包括兩個部(bu)分:溫度控製部件和葡萄糖檢測貼片。圖C顯示了製造的葡(pu)萄糖檢測貼片的照片。該(gai)裝置完全由噴墨打印的直(zhi)寫(xie)技術製造，包括柔性電極(ji)的形成、納米材料的原位改性和酶(mei)分子的固定。全印刷工藝使(shi)得製造容易，成本低，有利於實際生產。
噴墨打印全(quan)聚合物彎曲板波傳感器。使用孔徑(jing)為40μm的MicroFab噴頭在18μm厚的PVDF薄膜上打印墨水。打印的傳感器和電極布局(ju)如圖所示。使用該噴頭、墨水(shui)和基板可實現的線寬約(yue)為100μm，從而產生400μm的聲波(bo)波長(zhang)。在這項工作中使用了聲(sheng)波波長為800μm的傳感器。
噴墨打印混(hun)合碳(tan)納米管(guan)/納米晶(jing)體光傳感器。在PET柔性透明(ming)基板上製造MWCNT-NP的噴墨打印傳感器。MWCNT通道(dao)打印在打印的銀電極之(zhi)間。
上圖顯示了使用噴墨技術和兩種後處理方法打印兩種不同銅(tong)油墨的結果(guo)。打印和後處理都(dou)是在惰性環(huan)境(手套(tao)箱)中進行的。 噴墨打印的銅層：左(zuo)上角(jiao)，打印的納米銅顆粒墨水；右上角，激光退火；左下角，打印的溶液相銅；右下角，熱轉換。
上圖為使用Jetlab Ⅱ噴墨打印設(she)備打印的納米銀圖案。
結構健(jian)康(kang)監測（SHM）代表了下一代碳纖(xian)維增(zeng)強複合材料無損檢測。磁致伸縮(suo)SHM應用麵臨的一個挑(tiao)戰是執(zhi)行器和傳感器的輕(qing)量化和易於安裝。噴墨打印（IJP）技術非常適合生產可與磁致伸縮(suo)致動器配對以檢測應變的小型電子感應傳感器。這些(xie)傳感器有幾個優(you)點：它們的厚度可以小化，表麵積可以大化以提高靈敏度，並且可以製造複雜的多股線圈配置(zhi)。在“用於磁致伸縮(suo)結構健(jian)康(kang)監測的平麵噴墨印刷銅感應線圈：與散裝空(kong)氣線圈和各向(xiang)異(yi)性磁阻傳感器 (AMR) 傳感器的比(bi)較”的研究中，謝菲(fei)爾德大學相關研究團隊(dui)對具有不同參數（線圈數量、單線/雙線、尺寸）的IJP感應線圈的功效進行了參數研究，該線圈在許多執行器功能化複合試樣（FeSiB帶和浸漬(zi)環氧樹脂(zhi)傳感器）上進行了測試(shi)。樣品的特(te)征(zheng)是通過感應應變測量它(ta)們的電感響應。10匝單線IJP傳感器的靈敏度和準確度提高了 1) 70匝手繞線圈、2) 三(san)軸(zhou)AMR傳感器和 3) 其他(ta)小於10匝的IJP執行器。這歸因(yin)於複合材料表麵的接觸麵積增加以及應變檢測的小靈敏度（即匝數和表麵積）的要求。（上圖為2個樣本。 左起：直徑22mm（小）的10匝單股(gu)線圈，直徑33mm（中）的10匝單股(gu)線圈，直徑14mm（小）的5匝單股(gu)線圈，外(wai)徑5匝的單股線圈20mm（中）。）（使用了配有兩(liang)個噴頭的MicroFab Jetlab 4係列(lie)的噴墨打印係統，均配備60μm噴嘴(zui)孔。第一個噴頭用於沉積基於功能性銅納米顆粒的墨水，另(ling)一個噴頭用於沉積UV固(gu)化絕緣體墨水。）
在PE材料上噴墨打印的銅線圖案。(MJ-AT- 01, MicroFab)
噴墨打印是一種有效的支(zhi)架成型方法，該技術在神經組織(zhi)工程精密(mi)支架的製備中具有很大的應用前景。周圍(wei)神(shen)經損傷占(zhan)世(shi)界(jie)創(chuang)傷損傷(shang)的2.8%，主(zhu)要是擠壓、穿刺、牽引(yin)、電擊(ji)和振(zhen)動損傷，這些傷害(hai)影響到全世界數以百(bai)萬(wan)計的人，導致人們的預(yu)期(qi)壽命(ming)縮短並(bing)增加社會和經濟(ji)負(fu)擔。雖然受傷的神經有再生的能力，但需要外部治療幹預以確保適當的愈合，因此，用於引導神經細胞(bao)附著、排列和增殖的工程神經支架(jia)的研製受到了大的關注。英(ying)國謝菲爾(er)德大學化學與生物工程係招(zhao)秀(xiu)伯教(jiao)授(shou)課(ke)題組(zu)，利用一種自組裝肽作為細胞吸引劑，並以再生絲(si)素(su)（RSF）作為排(pai)斥劑，利用Inkjet噴墨打印技術對神經元(yuan)PC12細胞進行圖形化處(chu)理，來指導神經元細胞的生長。
20世紀(ji)80年代初，蛋(dan)白(bai)質的噴墨打印技術已得到發展。在新的研究中，抗體被印在膜上，抗體與硝(xiao)化纖維相結合用於診斷分析(xi)。如圖所示，雅培公司(si)的妊(ren)娠(shen)指示器TestPack™使用MicroFab技術公司開(kai)發的兩種液體連續噴繪(hui)係統進行打印操作，使用硝化纖維(wei)素打印出兩種抗體(通常是ßHCg和一個control)。Abbott TestPack™也可用於鏈球菌和藥(yao)物濫(lan)用測試。
可打印的鈣(gai)鈦礦(kuang)量子點(QD)墨水對於使用噴墨打印為不同種類的新興鈣鈦(tai)礦光電應用實現高質量無咖(ka)啡環熒(ying)光微陣列非常重要。在“用於使用噴墨打印的無咖啡環熒光微陣(zhen)列的可打印 CsPbBr3鈣(gai)鈦礦(kuang)量子點墨水”的研究中，相關研究團隊通過混合高沸(fei)點十(shi)二(er)烷(wan)和低沸點甲(jia)苯作為溶劑製備了可打印的CsPbBr3鈣(gai)鈦礦(kuang)QD墨水。通過調整這兩種溶劑的體積比，仔(zai)細優化油墨的蒸發速率、粘度和表麵張力，形成合適的馬(ma)蘭戈尼流動，從而平衡毛(mao)細流動，進一步消(xiao)除咖啡(fei)環效應。通過在PVK（聚-（9-乙烯基哢唑））層上噴墨打印（MicroFab Jetlab Ⅱ）優化的鈣(gai)鈦礦(kuang)量子點墨水，成功地實現了具有均(jun)勻(yun)表麵、低粗糙(cao)度和無咖啡環的CsPbBr3鈣(gai)鈦礦(kuang)微陣列。此外，研究團(tuan)隊對CsPbBr3鈣(gai)鈦礦(kuang)QD墨水進行了圖案化，打印的圖案僅(jin)在紫外(UV)光下可見，未(wei)來可應用於隱(yin)形防偽標簽和加密。
提高噴墨打印量子點發光二極管(QLED)的穩定性對於該技術在商(shang)業(ye)上可行至關重要。主要障(zhang)礙是油墨係統的可印刷性和載體傳輸層的功能之間(jian)的折衷(zhong)。在“具有高運行穩定性的高性能噴墨印刷量子點發光二極管”的研究中，報道了一種由辛烷、1-環己(ji)基乙醇和乙酸正丁酯組成的三元油墨係統，它解決了打印量子點油墨與下方空穴(xue)傳輸層之間的腐(fu)蝕問題。開發了梯(ti)度真(zhen)空後(hou)處理，以配合具有梯度真空壓力的三元油墨係統，這有助於形成均勻的打印層。基於這兩種技術，噴墨打印（MicroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印係統 Jetlab Ⅱ）的 R/G/B QLEDS 具有高分辨(bian)率圖案，顯示出高效率和穩定性。 R/G/B器件的外量子效率分別為19.3%、18.0%和4.4%。相應地，半(ban)工作壽(shou)命分別達 25 178 h @ 1000 cd m-2、20 655 h @ 1000 cd m-2 和 46 h @ 100 cd m-2。該研究在油墨工程和後處理方麵的改進，將器件的效率和穩定性提升到了一個更高的水平，並證(zheng)實了印刷QLED在顯示行業的應用前景(jing)。
隨著科(ke)學技術的發展，對於防(fang)偽技術的要求也(ye)越來越高。一種理想的防偽(wei)技術應該是廉價的、無損(sun)的、不可複製的，以及便於鑒(jian)定和大批量生產的。雖(sui)然(ran)產業界已經開發了多種防偽技術，但能滿足上述要求的技術卻很少。福州大學研究團隊采用MicroFab公司研發的Jetlab Ⅱ高精度噴墨打印設備，並配合采用直徑30μm的打印噴頭製作出微米級(ji)量子點發光圖案，創新性地在基板表麵構建有隨機分布(bu)的聚甲基丙烯(xi)酸(suan)甲酯（PMMA）微納米顆粒，作為噴墨打印輸運過程中的聚集釘紮(za)點，強(qiang)化微米級墨滴蒸(zheng)發流動以及量子點組裝過程中的差異性，形成不可複製的“花(hua)狀”發光圖案；成功應用於低成本、可柔性化、自然條(tiao)件下隱蔽、具有多重防偽和商業化價(jia)值的不可複製的全彩熒光防偽標簽。該團隊還(hai)提出了一種方便(bian)可靠(kao)的基於人工智能的驗(yan)證方法，能夠快速辨別出具有不同清(qing)晰(xi)度、亮度、旋轉、放(fang)大等不同參數的，且具隱蔽(bi)性的、不可複製的花(hua)狀發光圖案。
目前量子點油墨主要使用昂(ang)貴的、有毒(du)的、易(yi)燃(ran)的有機物質作為溶劑，針對此背(bei)景，廈門(men)大學固體表麵物理化學國家重點實驗室(shi)的解榮(rong)軍(jun)教授課題組提出了以水作為溶劑，通過MicroFab Jetlab 4-xl噴墨打印設備利用鹵化物和聚乙烯醇基水性油墨原位製備了綠(lv)色轉換膜，該轉換膜顯示出90μm的高分辨率點陣，85%的高光致發光量子產額，並且在環境中具有空氣和光穩定性，藍色和紅(hong)色轉換膜也可以使用水性油墨進行噴墨打印製備，新型水性量子點油墨具有的高分辨率及高可靠性在mini/micro LED領域有很大前景。
隨著能源需求與消耗(hao)不斷增加，新能源的開發和利用受到各國的重視。利用光生伏特效應直接將太陽能轉化為電能的太陽能電池成為國內外研究的熱門項(xiang)目(mu)。人們采用各種印刷技術用來製備太陽能電池，其中，噴墨打印技術作為一種非接(jie)觸式的數字(zi)成型技術，具有材料利用率高、成本低、適用於柔性基底沉積等特點而受到廣泛關注。噴墨打印技術被認為是新一代太陽能電池製備技術。在過去(qu)的十年中，噴墨印刷技術已經被視為一種精密的微分配工具。今天，該工具被廣泛應用於製造和儀器應用。MicroFab作為壓電噴墨打印技術的先驅(qu)者，在能源打印方麵有著非常豐(feng)富(fu)的經驗和技術積累。MicroFab及客(ke)戶們正在開發許多替代能源應用，包括有機太陽能電池、矽太陽能電池導體、印刷電池和燃料電池催化劑。常見太陽能電池主要有晶體矽太陽能電池、薄膜矽太陽能電池、銅銦镓(jia)硒(xi)太陽能電池、碲化鎘太陽能電池、染(ran)料敏化太陽能電池、有機太陽能電池等。通常，太陽能電池包括吸收層和電極層。吸收層的作用是吸收太陽光，並將其轉化為電子-空穴對，在P-N結電場的作用下，空穴由N區(qu)流向P區，電子由P區(qu)流向N區，接通電路後就形成電流；電極的作用則(ze)是將產生的光電流導入(ru)外電路。為了進一步提高太陽能電池的光電轉換效率，通常還有緩(huan)衝層和減(jian)反層等。目前，絕(jue)大多數商用太陽能電池都是采用絲網印刷的方式來製備金屬電極，但絲網印刷存在幾(ji)點不足：一是印刷過程中，絲網與基底（矽片）接觸，容易造成矽片的破(po)損；二是絲網印刷往往(wang)造成漿料的浪費(fei)。因此，噴墨打印技術在製備太陽能電池柵線方麵越來越受重視。中科院(yuan)蘇州(zhou)納米所曾采用MicroFab公司的Jetlab Ⅱ設備打印出鈣鈦礦太陽能電池的透明納米銀線上電極，並實現了全溶液法製備鈣鈦礦太陽能電池的製備。並得到了14.17%的高功率轉換效率和21.2%的平均透光率的鈣鈦礦太陽能電池。實驗中的納米銀線（AgNW）平均直徑為35nm，長度為15μm，在打印過程中為了避免堵塞噴頭，用異丙(bing)醇(chun)將其稀(xi)釋至1mg/mL，打印速度為16mm/s。實驗中通過改變打印時間來實現銀電極的透明度和導電率的平衡。通過一步(bu)塗覆法製備鈣鈦礦太陽能電池根據先(xian)前報告的方法製備結構倒置的平麵鈣鈦礦太陽能電池。通過在去汙劑、去離子水、丙酮和異丙醇中進行超聲波處理，接著進行30分鍾(zhong)的紫(zi)外線-臭(chou)氧（UVO）處理，依次清潔氧化銦錫(xi)玻(bo)璃(li)。將PEDOT:PSS溶液旋塗在ITO薄膜上，然後140℃退火處理10min。PSSNa溶液旋塗法製備薄(bao)膜，在140℃退火處理5min。將甲基碘(dian)化銨(an)（MAI，381.7mg）和氯(lv)化鉛（氯(lv)化鉛，222.5mg，99%）在無水二甲基甲酰胺(an)（1mL）中以60℃過夜以形成鈣鈦礦前體溶液。用Jetlab Ⅱ噴墨打印係統將異丙醇分散(san)體中的AgNW直接打印到PC61BM或(huo)PC61BM/PEI上，製備了帶有AgNW電極的半透明鈣鈦礦太陽能電池。最後，在80℃下對印刷有銀納米線電極的太陽能電池進行退火。保持10分鍾。MicroFab研究團隊曾使用Jetlab 4噴墨打印係統研究有機太陽能電池器件。這種類型的太陽能電池是基於一層結構，其中有源層由混合的電子供體和電子受體材料。對體異質結太陽能電池性能的關鍵(jian)參數是供體/受體比，薄膜厚度，以及產生的薄膜的形態(tai)。特別地，形態對於有機太陽能電池的效率是非常重要的，因為激(ji)子必須在形成後的幾納米內到達供(gong)體-受體界麵。因此，良(liang)好的供體和受體材料的混合是一個良好的設備功能所必需的。除供體/受體比外，影響納米形貌的重要參數是所使用的加工溶劑、溶質濃度和薄膜製備方法。通過噴墨印刷薄膜，係統研究了油墨成分、基材性能以及不同印刷參數對薄膜性能的影響，以一種快速、可複製、簡單、材料效率高的方式進行噴墨印刷。噴墨印刷作為一種非接觸工藝，還可以實現大麵積和卷對卷（R2R）加工。因此，一旦(dan)確定了製備有機太陽能電池的合適候(hou)選材料，噴墨打印也可以用來製備薄而均勻的活性材料層。總之，噴墨打印技術是一種原材料利用率高，低成本且工藝簡單非接觸式的製造技術，並且能夠與卷對卷技術相結合，實現器件的大麵積製造。從太陽能電池製造角度考慮，噴墨打印技術將是未來的主流。
多家機構的研究人員在開發基於噴墨的燃料電池製造工藝。具體活動包括：控製昂貴催化劑的沉積；印刷聚合物膜材料；使用組合方法開發新材料；和圖案化粘合劑/密封(feng)劑。MicroFab的開發活動包括印刷納米粒子墨水，功能聚合物，粘合劑和3D互連結構。 噴墨技術在燃料電池製造中的一些優勢包括： 鉑(bo)等貴重金(jin)屬浪(lang)費少； 低成本沉積工藝； 高精準度; 直接寫入，數據(ju)驅動的過程； 非接觸式印刷； 可擴(kuo)展到生產； 允(yun)許(xu)組合方法； 允許在保形表麵上打印。
研究人員通過MicroFab的Jetlab Ⅱ直接噴墨打印導電聚合物作為源(yuan)/漏和柵電極證明了超短溝(gou)道器件，無需任何複雜的基板預製圖工藝。通過全溶液工藝在3cm×3cm柔性基板上製造了一個由200個器件組成的有機TFT陣列，通道長度為2μm。顯示出良好的均勻性和高產量。
在PET基材上噴墨打印的TIPS並五苯(ben)/ APC TFT陣列。
在ITO/玻璃上噴墨打印有機光伏器件。上圖顯示了一個完整的太陽能電池裝置，陰極作為背電極。
按需噴墨 (DOD) 噴墨打印允許精確沉積皮升 (pL) 大小的含有無機和有機材料的溶液液滴，以支持NIST的各種關鍵程序。在其中一個項目中，他們正在探(tan)索(suo)使用噴墨打印機作為製備個性化藥物的方式的可能性，重點是根(gen)據患(huan)者的需要，結合患者(zhe)的需要，在正確的時間以正確的劑量製備“正確的藥物”。方便實時準備。這當然需要用於表征和驗證的工具，而噴墨打印機目前協助為成像質譜儀等高級表麵分析工具準備定量測試材料。 研究團隊開發了量化和控製沉積過程的專業知(zhi)識，並將這些知識應用於將藥物成分直接打印到多種遞送機製上（例(li)如，上圖 顯示了可食用紙(zhi)上NaCl的打印圖案。 (a) 將水性“墨水”沉積在疏(shu)水表麵上以控製足跡，以及 (b) 使用成像質譜(pu)儀(yi)生成的2D化學圖像，顯示打印在可食用纖維素紙上的Na+離子的分布。噴墨打印機上的線性致動器的運動增量為1µm。圖像尺寸為10mm×10mm）。使用一係列光學和質譜技術，他們已經證實了大量藥物和藥物的空間局部沉積，其數量達毫克 (mg) 水平。
在生物傳感領域，噴墨打印代表一種低成本圖案化的製備工藝，該技術可用於製備SERS基底。意(yi)大利都靈理工大學Novara教授課題組曾利用Jetlab 4xl壓電噴墨打印機，成功開發出高性能的表麵增強拉曼(man)基底，其對染料分子的檢測限可達皮摩(mo)級。利用位於顆粒之間的熱點區域(yu)獲得了巨大的拉曼增強效果（EARE>108）。（上圖為多孔矽上的銀納米顆粒圖案。圖案化樣品的FESEM圖像。顯示了噴墨步長對條紋(wen)均勻性的影響：(1) 130 dpi、(2) 260 dpi、(3) 1,000 dpi 和 (4) 1,300 dpi。）
噴墨印刷技術能夠在表麵上非接觸式沉積導電油墨等功能材料，從而減少汙(wu)染和基材損壞(huai)的風險。在印刷電子產品中，噴墨技術提供了控製沉積材料體積的顯著優勢(shi)，因此可以微調打印幾何形狀，這對於最(zui)終(zhong)印刷電子產品的性能至關重要。功能性墨水的噴墨打印可用於生產傳感器，以檢(jian)測碳纖維增強複合材料 (CFRC) 組件等機械結構的故障，而不是使用易發生分層的附(fu)加傳感器。在“在碳纖維增強尼龍複合材料上集成製造新型噴墨印刷銀納米顆粒傳感器”的研究中，基於銀納米顆粒的應變傳感器通過使用噴墨打印（MicroFab Jetlab 4xl噴墨打印係統）直接嵌入絕緣碳纖維層壓板中，以實現優化的導電和粘合幾何形狀，形成壓阻應變傳感器。在噴墨打印優化過程之後，評(ping)估(gu)了傳感器的電導率和粘附性能。最後，通過使用彎曲裝置對傳感器進行量化，該裝置施(shi)加了預定的應變，隨著電阻隨著應變的增加而增加，響應表明準確的靈敏度。將傳感器直接嵌入CFRC的能力可防止(zhi)使用界麵粘合劑，這是由於分層而導致故(gu)障的主要來源。
噴墨微圖案化是一種通用的沉積技術，在許多領域都有廣泛的應用。然而，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(ye)片膨脹(zhang)是植物科學領域重要的參數之一，並且已經開發了許多方法來檢查葉片不同部分的不同膨脹率。其中，基於通過數字成像跟蹤(zong)自然地標的方法需要複雜的設置，其中葉子必須(xu)保持固定並處於張(zhang)力下。此外，分辨率僅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(you)葉中。為了使用人工地標研究葉層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（Hedera helix）的小發育(yu)葉片上打印由 0.19mm2細胞組成的網格，使用直徑為40μm，間距為91μm的點構成。不同生長階段的葉子在放大倍數下成像以提取(qu)標記的坐標，然後將其用於隨後的計算(suan)機輔助(zhu)葉子擴展分析。例如，研究人員獲得了量化的全局和局部擴展信息(xi)，並在整個葉子表麵上創建了擴展圖。結果揭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(leng)點”，而葉竇是膨(peng)脹的“熱點”。研究人員(yuan)還測量了對葉子膨脹的強烈陰影效果。討(tao)論了構建用於植物科學的噴墨打印設備所需的功能，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(zhi)物研究，研究人員成功地在常春(chun)藤葉表麵提供了地標，並實現了對不同生長階(jie)段(duan)葉片擴張的高分辨率二維監測。該測量能夠(gou)可靠地識別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，例如生長激素，並可能用於直接在葉子上形成傳感器圖案。
MicroFab研發的陣列式按需液滴壓電噴墨打印頭技術，將120個獨(du)立(li)通道的線陣列被製作成不到一英寸(170微米間距(ju))，可用於高速且效果逼(bi)真的打印。作為打印頭技術開發工作的一部分，MicroFab公司研發了動態調節(jie)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，得到的打印質量如圖所示。該技術具備輸出高精度專業攝(she)影照片的功能，可為藝術家(jia)、高端(duan)攝影工作室提供探索與定製開發。
