印度科学研究所 带回收装置的跌落冲击印刷装置
学分:自然通讯，微流体设备和异构系统实验室 纳米科学与工程中心的研究人员开发了一种低成本的按需喷墨打印技术，能够使用各种油墨产生各种尺寸的墨滴
除了传统印刷之外，它还可能用于活细胞、陶瓷材料、电子电路和机器部件的三维印刷
目前使用的打印机——从喷墨打印机到分配活细胞的生物打印机——都有一个带有小开口的喷嘴来喷射液滴
然而，墨水或细胞悬浮液中的颗粒会堵塞开口，这限制了最初可以装载的颗粒或细胞的数量
因此，可以印刷的层的厚度也是有限的
这项新技术用一个覆盖着经过化学处理的防水纳米线的网代替了喷嘴
当一个大水滴撞击到这个网格上时，它会反弹回来
然而，一小部分液体以射流的形式通过网孔喷出，形成微小的液滴，然后打印到表面上
研究人员说，由于撞击液滴与网的接触时间较短(约10毫秒)，油墨中的颗粒没有机会堵塞网孔
这使得他们能够在墨水中装载大量的纳米粒子，从而能够在一个周期内打印出非常粗的线条
该网也可以容易地清洗和重复使用
解释动机和应用的视频 “这种网的成本只是它所替代的喷嘴的一小部分
“与传统的印刷技术相比，这大大降低了运营成本，”在《自然通讯》上发表的该项研究的资深作者、法国国家环境科学与工程学院副教授普罗森吉特·森说
森和他的实验室一直致力于开发能够防水的纳米结构表面
当大液滴高速撞击这种纳米结构网格时，就会喷射出射流
在研究这一现象时，研究人员发现喷射的射流速度惊人地高于撞击液滴的速度
“这是第一个暗示，一些机制在聚焦动能中起了作用，”第一作者和博士钱德塔鲁·戴·莫达克说
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CeNSE的学生
“这时，我们开始问以下问题:这是什么对焦机制？能否利用这一机制来可靠地产生单个微米级液滴？” 研究小组拍摄了这些撞击液滴的高速视频(每秒50，000到80，000帧)，发现液滴中心形成了一个空气腔
在撞击的反冲阶段，这个空腔坍塌，将所有的动能集中在一个点上，导致单个液滴的产生
没有产生导致不必要散射的“卫星”液滴或二次液滴
喷射液滴的大小也可以通过调整网格的孔径来调整
研究人员能够演示这种技术在各种应用中的用途
“使用液滴冲击印刷，我们可以印刷不同尺寸的三维柱，用于半导体器件应用的电子电路，以及用于细胞培养的生物基液滴阵列，”莫达克说
“在不同的应用场合使用不同种类的油墨时，打印各种液滴尺寸的能力使这项技术独一无二
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