噴墨打印作為一種圖案化技術，具有工藝簡便、成本低廉和功能多樣等優勢，容易實現大面積復雜圖案的直接書寫和復合功能材料的圖案化，已在高性能電子器件以及生物傳感等研究領域受到廣泛的關注。
在國家自然科學基金委、科技部和中國科學院的大力支持下，中科院化學所綠色印刷重點實驗室的科研人員在噴墨打印技術領域開展了廣泛的研究(Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5184-5209)。通過控制基材的表面能和墨水的匹配性，得到了分辨率和光學性能良好的圖案化光子晶體(J. Mater. Chem. 2009, 19, 5499-5502)。為了進一步減小墨滴在基材表面的鋪展行為, 系統研究了納米孔氧化鋁膜的孔徑對液滴浸潤性的影響, 發現通過控制孔徑可以有效限制墨滴的擴散行為(Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 233107)，并實現了高靈敏度檢測(Lab Chip 2012, 12, 3089-3095)和水汽的快速響應(J. Mater. Chem. 2012, 22, 21405-21411), 以及寬視角的熒光顯示(Adv. Opt. Mater. DOI: 10.1002/adom.201300369)。
在以上研究基礎上，他們將噴墨技術應用于電子電路的制備，開展了一系列的研究工作。通過調控晶核的生成和生長過程，合成了具有單分散性的銀納米顆粒，成功應用于RFID天線的噴墨打印，取得了良好的識別距離(Nanotechnology 2011, 22, 425601-425608)。基于以上研究成果，他們提出了利用噴墨打印過程中的咖啡環效應組裝高精度電路的方法，通過表面能調控打印基底的浸潤性，使得打印液滴在基材上具有穩定的三相接觸線，成功組裝得到線寬為5-10μm的金屬納米粒子沉積圖形。該研究對于理解和控制噴墨打印過程中液滴在基底上的鋪展、浸潤及納米粒子的有序組裝具有重要意義，并有望應用于制備高透明導電膜。該研究結果發表在近日出版的Adv. Mater.(2013, 25,6714-6718)上。
圖1 基于咖啡環效應的納米結構組裝示意圖
圖2 基于咖啡環效應組裝的納米粒子沉積圖案(a)電路照片(b)透明性能
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