從(cong) 研究納米科學中心和工程處（焚香）印度科學研究所，班加羅爾，已經開發出一種跌落衝(chong) 擊的3D打印技術，使用，取而代之的是噴嘴分配液滴的超疏水篩。

大多數微滴打印技術都使用基於(yu) 噴嘴的分配技術，在該技術中，噴嘴會(hui) 集中施加的力並確定液滴的大小。但是，使用這些技術時，噴嘴可能會(hui) 堵塞，並且可能會(hui) 形成液滴形成過程中不需要的“衛星滴”。

根據研究人員的說法，他們(men) 的方法減輕了這些問題，並且由於(yu) 其簡單，易於(yu) 操作和經濟的優(you) 勢，因此比現有的液滴打印技術更容易獲得。

超疏水篩

研究人員提出的技術基於(yu) 液滴與(yu) 超疏水篩接觸時的影響。超疏水性是指極難潤濕的表麵，在蓮花植物的超疏水性葉子上也被稱為(wei) “蓮花效應”。

一旦從(cong) 高處釋放，液滴在與(yu) 篩子接觸時產(chan) 生的衝(chong) 擊會(hui) 產(chan) 生類似於(yu) 波紋的毛細波，從(cong) 而導致在液滴與(yu) 篩子之間形成氣腔。在液滴的反衝(chong) 階段，氣腔塌陷，從(cong) 中產(chan) 生單個(ge) 微滴。研究人員將此過程稱為(wei) “反衝(chong) 彈射”。可以通過改變篩子表麵的形貌來控製微滴的大小，從(cong) 而改變空腔的塌陷動力學。

在測試階段，使用具有各種開孔的超疏水篩網來探索可能產(chan) 生的最小和最大噴射液滴。液滴撞擊的結果取決(jue) 於(yu) 撞擊液滴的動態壓力與(yu) 篩子的穿透壓力之間的平衡。簡而言之，成功取決(jue) 於(yu) 在液滴的下落力和穿透篩子所需的力之間取得適當的平衡。

與(yu) 傳(chuan) 統的噴墨打印相比，這種按需滴塗技術可以打印具有高質量負載的墨滴，具有打印大顆粒的能力，並且可以打印多種墨滴。該方法還涉及簡單的設置和較低的運營成本，盡管研究人員指出，打印分辨率和準確性不如其他一些技術，例如電動流體(ti) 力學（EHD）打印。

這種技術的另一個(ge) 好處是可以輕鬆，即時地重新配置不同大小的微滴。隻需將篩子換成具有所需孔口的篩子，即可繼續進行印刷過程。

跌落衝(chong) 擊式印刷技術的機理和解釋。

打印大顆粒和大量裝載

大顆粒的印刷對於(yu) 諸如細胞懸浮液，功能化微珠和牙科義(yi) 齒的3D微粒結構等應用是必需的。

在傳(chuan) 統的基於(yu) 噴嘴的噴墨打印機中，噴嘴直徑限製了可以打印的顆粒尺寸。當打印大顆粒時，可能會(hui) 發生噴嘴堵塞，如果無法修複，則更換噴嘴的成本很高。根據研究人員的說法，噴嘴直徑應比粒徑大100倍，以避免堵塞。但是，他們(men) 觀察到通過用超疏水篩網更換噴嘴，該比率降低到隻有4，從(cong) 而大大改善了大顆粒的液滴印刷性能。

具有較高質量負載的印刷油墨是有益的，因為(wei) 它減少了獲得更高厚度所需的重印次數，但是隨著油墨粘度的增加，懸浮液的噴射變得更加困難。使用超疏水篩，研究人員能夠對厚度為(wei) 16.9 m的液滴實現71％的最大質量負載，而使用噴嘴時約為(wei) 45％。

大顆粒尺寸的無堵塞打印和更高質量的打印。

生物應用印刷

能夠在室溫下打印微陣列（例如細菌，DNA和細胞）以進行基因表達分析，單細胞打印，基礎生物細胞研究和生物聚合物打印的能力是生物科學領域非常關(guan) 注的領域。研究人員提出的這項技術已經過測試，可以打印少量的生物樣品和分子。

在載玻片上單滴打印紅細胞懸液。分析表明，隨著濃度的增加，每個(ge) 小滴的細胞數也增加，而在小滴內(nei) 仍保持隔離狀態。這使研究人員的樣品量很小，可以彼此隔離，並減少了移液和放置樣品所需的時間。該研究擴展到在單個(ge) 液滴中打印單個(ge) 細胞，表明該方法具有無阻塞打印大型細胞的潛力，可用於(yu) 各種應用。

為(wei) 了實現在3D打印應用中打印粘性生物墨水的可能性，使用了聚丙烯酸作為(wei) 模型打印液體(ti) 。一旦固化，結果是微米尺寸的聚合物微柱。

生物溶液和生物聚合物的滴落式衝(chong) 擊印刷。

電子應用印刷

研究人員的按需印刷技術也可以應用於(yu) 柔性電子應用的導電材料印刷。使用銀墨溶液印刷導電線，該溶液最初在單層印刷中針對導電性進行了優(you) 化，然後在玻璃基板上印刷了聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT：PSS）以產(chan) 生二極管。

研究人員還在柔性膠帶上印刷了LED的連接，在柔性基板上印刷了字母，並使用具有不同孔開口的篩子進行了3D打印的鋯二極管柱。還可以通過在單個(ge) 篩子上的多次滴落撞擊來縮放印刷過程，其優(you) 點是易於(yu) 處理且具有成本效益的電子應用大麵積印刷。

用於(yu) 大麵積製造和柔性電子應用的導電材料的印刷。

使用超疏水篩網按需印刷的好處

總而言之，這項研究提出了一種按需投放的3D打印技術，其設計相對簡單，因此安裝成本較低。如前所述，使用超疏水篩代替複雜的噴嘴可進一步降低該方法的運行成本，同時消除了堵塞和產(chan) 生有害衛星滴的風險。另外，該方法除了將噴射墨水的泵外，不需要任何電磁，磁力或波力。

該技術的多功能性也使其適用於(yu) 幾種不同應用中的多種打印解決(jue) 方案，例如用於(yu) 牙齒修複和建築模型的基於(yu) 陶瓷的3D打印，分配生物樣本，3D器官打印以及用於(yu) 電子應用的打印。

有關(guan) 該研究的更多信息，請參見《自然》雜誌上發表的“ Drop Impact Printing ”一文。該研究由C. Modak，A。Kumar，A。Tripathy和P. Sen合著。

點按式3D打印的進步

僅(jin) 在過去的一年中，按需滴加製造領域就出現了幾項創新，特別是在合成棉紙和軟機器人的3D打印方麵。

6月，牛津大學的研究人員改進了 單液滴分辨率3D生物打印過程，使他們(men) 能夠更精確地創建合成組織。該技術可以使複雜的合成組織（如粘性巨大的單層囊泡或蛋白質隔室）的3D打印成為(wei) 可能。同時，來自加州大學戴維斯分校的研究人員 發表了一篇論文，詳細介紹了一項新技術，該技術涉及使用基於(yu) 液滴的多相微流體(ti) 係統來高效地3D打印微調的柔性材料。該技術的潛在應用包括軟機器人，組織工程和可穿戴技術。

在其他地方，蒙特利爾大學的科學家 開發了一種新的細胞生物打印方法，稱為(wei) 激光誘導側(ce) 轉移（LIST），該方法利用低能納秒激光和微流動力學定律將活細胞彼此噴射。科學家團隊使用LIST方法部分打印了人的臍靜脈，並相信他們(men) 的工作將來可用於(yu) 3D藥物篩選模型和人造組織。

最近，來自 中國科學院 和 麻省理工學院的研究 人員成功地開發了一種3D打印方法，該方法可以從(cong) 單個(ge) 樹脂液滴中產(chan) 生可控製的3D結構。為(wei) 了說明該方法的可控製性，研究人員通過使用UV投影儀(yi) ，UV透明固化界麵以及安裝在移動平台上的鋁支撐板，從(cong) 一滴樹脂中打印出臼齒，門齒和犬齒。