基于喷头的物理尺寸限制和液滴在基底的铺展效应，利用传统喷墨打印方法难以实现线宽25µm以下的高精度金属纳米粒子图案的制备。最近在国家自然科学基金委和中国科学院的大力支持下，我校张志良博士在喷墨打印图案化领域取得新突破，成功利用喷墨打印过程中的咖啡环效应实现了打印线宽从25µm到5 µm之间的跨越，为高精度金属纳米粒子图案的构筑提供了新的方法。
作为喷墨打印过程中普遍存在的现象，咖啡环效应能够诱发形成喷墨打印图案的缺陷，从而对性能产生严重影响，因此目前国内外研究重点都集中于如何抑制咖啡环效应上。张志良博士所在课题组采用逆向研究思维，提出利用喷墨打印过程中的咖啡环效应组装高精度金属纳米粒子图形的研究思路。他们通过调控基底的浸润性、喷墨打印液滴的浓度以及三相接触线的稳定性，成功实现了线宽为5 µm的高精度金属纳米粒图案的组装。该研究结果发表在最近出版的（Adv. Mater.2013,25, 6714-6718）上，该杂志影响因子为14.829，在功能材料领域具有较大的影响力。此外，他们还将喷墨打印技术成功应用于RFID天线的制备（Nanotechnology,2011,22, 425601-425608）和高灵敏SERS基底的构筑（Appl. Phys. Lett.,2012, 101,173109）等研究领域。这些研究成果对于理解喷墨打印过程中液滴在基底上的铺展、浸润以及纳米粒子的有序组装具有非常重要的意义。
图1.基于咖啡环效应的高精度金属纳米粒子图案组装
