随着电子产品的飞速发展，传统印刷方式因制作流程复杂、打印精度不高、不够绿色环保和生产成本高等，逐渐不能满足生产所需[1]。喷墨印刷电子技术是一种无接触式、无压力和无需印版的电子产品制造技术，以其为代表的“直写”技术在精度、成本及工艺方面均取得了突破性的进展[2-4]。与其他印刷方式相比，喷墨打印技术极大地简化了操作流程，省去了繁琐的制版过程，整个印刷过程在计算机控制下，只需墨水和基材，能够精确布线，稳定性强，具有成本低、印刷速度快、基材适用范围广且兼具环保优势[5-7]，已成为电子制造产业发展的新方向。

导电墨水作为导电图形的基础材料是印制电子技术发展的关键，也是技术上最难的部分，是印制电子技术发展的瓶颈，直接影响电子产品的性能及质量。目前，喷墨打印技术在国外已有了较好的发展，而我国这方面的研究处于起步阶段。本文介绍了喷墨印制用导电墨水的导电机理、物理参数、导电组分以及其在RFID、PCB电路、太阳能电池、有机发光二极管和薄膜晶体管等领域的重要应用，并对喷墨打印技术未来的发展进行了展望。

单因素方分析的自变量包括:儿童性别、母亲职业、居住时问、家庭收入、乙肝免疫接种知晓情况等。以五苗是否全程合格接种为因变量,Logisfic回归分析显示流动儿童五苗全程接种的影响因素为儿童性别、家庭收入、免疫接种知晓情况、家长对儿童接种疫苗的态度。见表1。

1 喷墨印制用导电墨水

喷墨印制电子用导电墨水是指通过非接触印制技术，沉积于非导电性基材上（纸张、塑料、陶瓷和玻璃等），经过后处理[8-10]能形成导电图形或电子器件的功能性墨水。导电墨水作为核心功能材料，是印制电子技术发展的关键。其基本组成有导电组分、溶剂、连接料、分散稳定剂、保湿剂、pH调节剂、消泡剂和螯合剂等[11]。

按照印制方式，导电墨水可划分为凹印导电墨水、胶印导电墨水、丝印导电墨水和喷印导电墨水四大类[11]。其优缺点如表1所示。

表1 不同印制方式墨水的优缺点比较 Tab.1 Advantages and disadvantages of different printing ink

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1.1 导电墨水的导电机理

导电墨水的固含量对导电墨水的流变性能和电性能有很大的影响，根据墨水中的固含量，导电机理主要包括渗流理论、隧道效应和场致发射理论[12]。

渗流理论：在打印线路的墨膜中，导电金属的固含量达到一定值后，导电微粒之间可以直接相互接触，或者其间隙小于原子的正常迁移距离（约为10 nm），建立起良好的渗流网络，固化后间距进一步缩小，继而形成连续的导电通道网络，自由电子沿导电通道直接移动形成电流。固含量越高，导电微粒间隙越小，处于接触状态的导电金属形成的导电网络越密，导电能力越强，这就是导电墨水的渗流现象[13]。

隧道效应：当导电金属固含量降低时，导电墨水中的导电通道也随之减少，只有部分微粒仍彼此相连，部分微粒由于绝缘介质（如分散剂）的存在被分割开来，在电场作用下，相距很近（小于1 nm）的电子由于热振动被激活，可以越过绝缘层形成的势垒到达相邻的导电微粒，形成较大的隧道电流[14]。

场致发射理论：外界电场足够强大时，原本束缚在原子核周围的电子获得足够的能量，克服原子核的吸引，从固体表面发射出去[15]。当导电微粒间的距离小于10 nm时，导电颗粒间存在的强大电场会导致电子跃过很低的绝缘层势垒，形成较大的场致发射电流。也有学者将其归结为量子隧道效应的一种特殊情况[16]。

1.2 导电墨水物理参数

导电墨水由多种添加剂构成，其导电性能与导电组分及所用添加剂的种类、含量有着密切联系。高质量的导电墨水需要满足下列几个基本条件：①良好的稳定性，组分不易分解和聚沉；②良好的流变学性质，保证打印流畅；③与基底的相容性；④墨水固化成膜后方阻小；⑤打印线宽小，分辨率高；⑥墨水转化为导电膜层的转化温度低。

烧结是粉体致密化的工艺过程。研究学者指出，由于纳米材料具有表面效应和小尺寸效应等，其熔点相对块体材料显著降低。导电墨水成膜后可通过不同的固化方式除去溶剂和导电组分包覆的有机分散剂以获得导电性，烧结使得导电组分间致密连接，从而形成导电网络通路[26]。目前商业化的导电墨水大多采用热烧结或者热压烧结方式，烧结温度一般低于200 ℃，但在实际应用中更倾向于室温烧结。

导电墨水有几个重要的物理参数，表征稳定性的Zeta电位、黏度和表面张力、烧结温度等，这些物理参数直接表征了墨水的性能。

We 值定义为[24]：

1.2.1 分散稳定性

导电墨水的稳定性是表征墨水性能的重要指标。分散剂可以有效地阻止导电组分发生聚集，从而保证墨水具有较好的稳定性。分散剂的作用机制主要有两种：空间位阻效应和双电层机制[17-18]。空间位阻效应主要依靠吸附在导电组分表面的聚合物形成保护层。而双电层主要依靠静电斥力来维持导电组分稳定，Zeta电位是表征稳定性的一个关键参数，表2给出了其数值与稳定性的关系。Zeta电位主要受到pH值和电导率的影响。随pH值的增加，银线表面产生更多的负电荷，导致Zeta电位增大。但同时电导率也随之增大，使得双电层被压缩，Zeta电位减小[19]。Chen等[20]以异丙醇为溶剂，以2-氨基2-甲基1-丙醇为分散剂，协同AgNO3及多种添加剂制得银纳米线导电墨水，并测试了不同质量分数分散剂下Zeta电位，如图1[20]。分散剂质量分数为0.1%时，Zeta电位达到峰值，约为–66.1 mV，结果显示体系相对稳定。

表2 Zeta电位与稳定性关系 Tab.2 Relationship between Zeta potential and stability

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图1 不同AMP质量分数（0%, 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%,0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.8%, 1%, 2%)下的Zeta电位[20] Fig.1 The Zeta potential at different mass fraction of AMP(0%, 0.05%, 0.1%, 0.15%, 0.2%, 0.3%, 0.4%, 0.5%, 0.6%, 0.8%,1% and 2%)[20]

1.2.2 Oh值、Re值和We值

在喷墨打印过程中常会出现“卫星”液滴和“咖啡环效应”等问题。这与墨水的黏度、表面张力、喷出速度等密切相关。为得到适合喷印的优良墨水，可以用 Oh值(Ohnesorge number, Oh)，Re值(Reynolds number, Re)[21]及 We 值(Weber number, We)[23]来衡量墨水的物理性质。其中，Oh值表示为：

式中：ρ表示液体密度；γ表示墨水的表面张力；η表示液体的黏度；d为特征长度，一般指喷嘴或者墨滴的直径。当液体的Oh值过大（大于1）时，墨水黏度太大，墨滴难以形成，容易堵塞喷嘴；当Oh值太小（小于0.1）时，墨水黏度不够，表面张力过大，容易形成“卫星液滴”[22]。“卫星液滴”的存在会导致相邻线路之间出现短路的现象，严重影响打印线路的性能。

Re值定义为：

式中：v代表液体喷出时的速度。

医学文献检索是医学科研工作者获得科研能力的重要途径。医务人员通过我馆举办的多元化、多层次、全方位的数据库文献检索应用培训，极大程度提高了医学信息获取能力，提升了甄别和分析信息能力[11]，我院科学研究水平多年来一直处于省内的领先地位，近五年来，累计发表论文2 000余篇，SCI（即《科学引文索引》）收录论文收录100余篇，其中部分发表在包括New Engl J Med、Lancet、Blood、Am J Hum Genet等国际顶级期刊上。获批国家级、省级课题近210项，获批经费近1 400万元。2012年至今获国家级、省级科技成果奖17项，为医院发展起到了推进作用。

式中：σ 为表面张力系数。We值代表了惯性力与表面张力量级之比，是一个无量纲数。

三者关系为[24]：

衡量墨水的性能必须综合考虑上述三值，2010年，Derby等[25]给出了图 2（a）所示的关系图。从图中可以看出，Oh值大于1时，墨水黏度太大；小于0.1时会产生卫星液滴，只有介于两值之间才适于打印。当墨水性能位于Re=2/Oh以下时，没有足够的能量形成墨滴；而ReOh5/4=50[25]以上的部分，会产生液滴飞溅的情况。Wu[23]给出了图3（b）所示关系图，可以看出，当韦伯数较低时，墨水由于黏度太大而不能形成液滴，太高时，液体由于动态压力梯度的影响而产生飞溅。因而在实际应用中，必须综合考量三个影响因子，以得到性能优良的喷印墨水。

图2 （a）按需喷墨打印下牛顿液体Oh值与Re值[25]；（b）We值与Re值的关系[23] Fig.2 (a) Newton liquid Oh and Re values on demand inkjet printing[25]; (b) The relation between We value and Re value[23]

1.2.3 烧结温度

居住项目选址要为居民提供方便的生活环境，满足居民多方面的生活服务保障需求，基于此从多个项目选址对比方案确定最佳的选址位置。

Ingham等[27]研究了烧结过程的生长机理，认为烧结过程可分三步进行（如图3所示）：（1）随着温度的升高，附着在纳米粒子表面的物质逐渐解吸附或融化，纳米粒子开始聚集；（2）纳米粒子逐渐团聚在一起，烧结颈形成以降低表面积，实现致密化；（3）晶粒生长阶段。

图3 烧结过程示意图[27] Fig.3 Schematic diagram of sintering process[27]

Schubert研究组[28]对银墨水的烧结行为做了系统的研究。研究发现，当墨水中有机物含量较低，在弱吸附粘合剂作用下，墨水在80 ℃时就具有较高的活性。Lee等[29]采用连续激光扫描烧结的方式研究了烧结温度对墨水的物理性能和形貌的影响。图4给出了不同激光强度和扫描速度下墨水的形貌。可以看出，在光强较低时，三种转速下墨膜基本没有出现空洞和龟裂的现象，随着激光强度和扫描速度的增加，墨膜表面出现孔洞和龟裂。图5分别给出了三种转速下多孔性和电阻系数随激光强度变化的关系。从图中可以看出，孔洞出现之前，电阻系数随光强的增加而降低，孔洞出现之后，电阻系数随光强的增加有增加的趋势。自由电子的电子路径由大的烧结颈形成提供，晶粒的生长会降低电阻系数，由于纳米粒子的致密化和收缩而形成的孔洞和在张力的作用下孔洞连接处及晶界出现的龟裂导致了电阻系数的增加。

图4 不同激光强度和扫描速度下墨水的形貌[29] Fig.4 Ink morphology at different laser intensities and scanning speeds[29]

图5 三种转速下多孔性和电阻系数随激光强度变化的关系[29] Fig.5 Relationship between the porosity and the resistance factor versus the laser intensity at three speeds[29]

2 不同导电组分喷墨导电墨水研究进展

[18]KVITEK L, PANACEK A, SOUKUPOVA J, et al. Effect of surfactants and polymers on stability and antibacterial activity of silver nanoparticles (NPs) [J]. J Phys Chem C,2008, 112(15): 5825-5834.

2.1 碳基导电组分墨水研究进展

碳纳米管具有很好的导电性、电流承载能力以及良好的机械性能，是一种非常好的柔性透明导体，目前，随着大规模生产工艺的不断发展，碳纳米管的储量已经相对丰富，且价格也在不断下降。Lee等[34]用 UV/臭氧处理水基单壁碳纳米管得到了适于喷墨打印的分散性良好的碳纳米管墨水。经臭氧处理的碳纳米管表面的含氧组分可使导电墨水分散稳定性增强，由于咖啡环效应，喷墨打印得到透明导电图案后，碳纳米管会集中在边缘而形成许多圆环，连接并堆叠这些圆环可得到连续的透明导电薄膜。Lee等发现，打印层数达到40层时，导电薄膜的方阻为 870 Ω/□，波长 550 nm 对应的薄膜透光率为80%。Shimoni等[35]通过喷墨打印的方式在 PET衬底上打印了连接的“咖啡环”结构阵列，以此制备了柔性透明导电薄膜，然后用热硝酸对其进行后处理，对得到的导电薄膜进行测试，薄膜方阻为 156 Ω/□，波长600 nm对应的透光率达81%。

石墨烯具有惊人的迁移率、显著的室温霍尔效应、稳定的狄拉克电子结构、媲美ITO的透光性、超高的机械强度和热导率等优良性质，因而石墨烯很早就得到了广大科研工作者的关注[36]。2004年，英国曼彻斯顿大学的Geim和Novoselov首次利用胶带粘揭的方法获得了近乎完美和自由状态的石墨烯，并观察到了其前所未有的电学性质，由此开始了人类对石墨烯真正意义上的广泛研究[37]。Majee等[38]通过剪切剥离过程得到了稳定的4层的石墨烯墨水，浓度为3.2 g/L，直径160 nm，继而通过打印的方式和简单的退火过程制备了石墨烯基柔性透明导电薄膜，经测试，薄膜电导率为4×104 S/m，方阻260 Ω/□，透光率高达86%，并且具有良好的柔韧性和稳定性。

Da等[39]采用简单的喷涂法，将石墨烯和碳纳米管的混合溶液涂布在PET衬底表面，80 ℃下干燥3 min，随后进行后处理，先用去离子水清洗几次，除去表面活性剂和其他添加剂，80 ℃烘干，然后用12 mol/L硝酸浸泡30 min，最后用去离子水清洗后干燥3 h。实验证明，氧化石墨烯与碳纳米管质量比为1.5:1时，导电薄膜光电性能最佳，其方阻为146 Ω/□，透光率为 86%。此外，氧化石墨烯的二维结构和氧化组分的存在使得薄膜的平整度、润湿性以及附着性显著提高。Gorkina等[40]先将氧化石墨烯沉积在单壁碳纳米管薄膜上，随后分别在空气和氢气的环境中进行热退火处理还原氧化石墨烯，最后用分散在乙腈中的浓度为15×10–3 mol/L的氯化金溶液进行化学处理，空气中干燥 10 min得到掺金的碳纳米管-石墨烯复合薄膜，该复合薄膜的方阻低至73 Ω/□，透光率高达90%。

2.2 不同形貌纳米银墨水研究进展

银纳米结构主要有球形纳米颗粒、纳米棒、纳米片、纳米线以及较为独特的树枝状结构，不同的形貌结构与墨水的性能息息相关。

Chiolerio等[41]将一种紫外光固化丙烯酸类高聚物引入直径约20 nm的银纳米颗粒水溶液中，得到银纳米颗粒复合材料墨水。后分别测试了在不同衬底上的电导率，实验结果显示，膜层厚度为2 μm时，在氧化铝衬底上电导率接近块体银的 5%，而在 PI膜衬底上电导率则达到块体银的32.65%。但是，氧化铝衬底的使用打破了导电墨水的低频应用局限，为今后的材料发展提供了方向。

陶国良等[42]采用微波辅助的方法制备了质量分数 95%的银纳米棒，并协同环氧树脂配制了导电油墨。实验结果表明，银纳米棒质量分数为 95%时，导电油墨具有最低的渗流阈值（62%），此外，80 ℃、85%RH老化环境下老化500 h后，导电油墨的体积电阻率不超过10%。

要想保持心脏功能正常运行，需要足够的氧及氧化产物产生腺苷三磷酸（ATP），其中又以长链脂肪酸作为主要供能来源。在心肌缺血缺氧的情况下，直接影响到心肌代谢功能，葡萄糖代谢则在心肌供能中扮演重要角色，葡萄糖从细胞外进入细胞需要糖转运蛋白协助运输，糖转运蛋白是细胞转运葡萄糖的载体，Akt和Glut4在糖代谢活动信号转导途径中起重要调节作用。

（3）多人信任。多人信任是指大部分认定的即为正确。这种信任借用了在生活中的信任，例如：只需要一定数目的商家支持比特币支付，那么比特币就可以流通。在PoW共识中，多算力认定的数据即为正确。多人信任不仅局限于人，同时也可能为算力、权益等。目前存在的“一中央处理器（CPU）一票”思想也是基于此种信任，选举类共识机制是基于此种信任的典型代表。

墨水添加剂直接影响导电墨水性能。Chen等[43]提出了一种制备水性银纳米线导电墨水的系统且有效的开发流程。即通过动态调节各种添加剂的种类、浓度、用量测量相应的性能来确定导电墨水的成分，以此获得性能最佳的导电墨水。通过大量的实验，Chen等确定了0.2% AgNW + 0.1% AMP+0.4% n-庚醇+0.04% Zonyl FSO-100 + 2% DAA + 97.26%水（质量分数）的墨水组成，并将其做成了0.5 m×10 m的性能良好的柔性导电薄膜，并在此基础上制备了32英寸的柔性接触式屏幕。该工艺对柔性导电薄膜的大规模制备提供了思路。

护肝剂样品（液体制剂），由天津市第一中心医院重点实验室自行研制，批号分别为20160823（S1）、20160919（S2）、20160927（S3）、20161027（S4）、20161116（S5）、20161129（S6）、20161219（S7）、20170329（S8）、20170419（S9）、20170427（S10）。

金晶等[44]采用过氧化氢、柠檬酸钠等在银纳米棒前驱溶液中合成了银纳米三角片，结果显示，银纳米三角片在860 nm处具有很强的表面等离子体共振效应，红外吸收性能良好，应用到太阳能前电极中，可提高电池的转化效率[45]。

与常规电子油墨相比，液态金属电子油墨在常温下即可印制各种薄膜乃至三维结构，不需要复杂的后处理过程。其核心在于通过组分各异的常温液态金属或其合金墨水，在各种基底上自下而上写出或打印出所需要的导体、导线乃至各种功能电子器件、传感器及集成电路。液态金属电子油墨开启了一条即时制作柔性电子器件的道路。图8给出了云南中宣液态金属科技有限公司生产的液态金属电子手写笔和液态电子油墨实物图。

图6 树枝状银纳米结构示意图[46] Fig.6 Schematic diagram of dendritic silver nanostructures[46]

2.3 纳米银复合导电墨水研究进展

尽管纳米银导电墨水光电性能优异，但仍不可避免的存在一些问题，如易团聚、表面粗糙度高、对光的散射较强、与器件兼容性差等。与其他材料复合是解决这些问题的有效方法，因而科学家对此作了大量探索。

Hwang等[47]用ITO墨水以喷印的方式在玻璃衬底上制备了ITO透明导电薄膜，通过研究薄膜的光学性能和电学性能的变化，来探究退火温度在实验中的影响。实验结果表明，随着退火温度的升高，ITO导电薄膜的方阻和电阻率不断减小。当退火温度为400 ℃，薄膜厚度为580 nm时，薄膜方阻为517 Ω/□，而透光率则不随退火温度的变化而变化。为了进一步降低薄膜的方阻，Hwang等在两层ITO膜层之间打印了一层银膜，银线网格行距为3 mm，通过该方法，在200 ℃退火温度下，复合薄膜的方阻降至3.4 Ω/□，透光率达84%。

Eom等[48]制备了Ag/TiO2核壳纳米线阵列，该结构能够显著增强局域表面等离子体共振效应，由此制备的导电薄膜在紫外光和可见光下表现出优异的光催化性能和机械强度。

加强型切口翅片设计的基本原则是满足换热性能指标，尤其是风阻指标，即“对翅片换热性能影响最小”为基本原则。如图2所示，是一种满足要求的加强型切口翅片，通过减少切口、在平翅片处形成三角拐点及在平翅片处错位形成加强筋(即在翅片上加加强筋)的办法实现[4]。从图2可看出，原翅片平翅片处节距N的平直段被改为两段节距为N/2相互错位的平直端，从而在该处形成了一段加强筋。考虑到在板冲成型过程中形成折弯的距离和工艺的可行性，错位量控制在1.2～2倍料厚，否则材料将在折弯处开裂，工艺不可行。

Chen等[49]以改性的中性PEDOT:PSS作为保护层制备了银纳米线复合薄膜。该方法在不牺牲薄膜透光率、电导率以及机械柔韧性的前提下，延长了墨水的贮藏时间和热稳定性。210 ℃下加热20 min以及恒定电流密度30×10–3A/cm2下测试12 h后，没有观察到电导率的变化。

选取2017年7—10月在我院治疗的肺心病患者72例作为研究对象。1）纳入标准：由医师筛选符合肺心病诊断标准，不限年龄、种族、地区，并取得知情同意，并经治疗后，病情好转，成功出院的患者；2）排除标准：心、脑、肾等重要脏器有明显功能障碍，及精神障碍、妊娠以及合并其他肺部疾病患者，以及拒绝参加此研究者。将72例患者采用随机数表法分为实验组及对照组。实验组中，男30例，女6例；年龄46～81岁，平均年龄为（59.280±5.612）岁，对照组中，男27例，女9例；年龄42～79岁，平均年龄为（60.650±5.932）岁。两组患者的一般资料对比，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

Lai等[50]采用一步法将银纳米线和 p型还原氧化石墨烯的混合溶液沉积在PET衬底上制备了柔性透明导电薄膜。石墨烯的网状结构连接了离散的银纳米线，并提供了更多的电子空穴，降低了银纳米线的接触电阻，因而在透光性没有明显下降的前提下，提高了电导率和与基底的附着性。研究结果表明，复合薄膜550 nm波长下透光率高达94.68%，方阻为(25.0±0.8) Ω/□，弯曲半径至5 mm及拉伸1000次后，薄膜电阻基本没有变化，显示了良好的柔韧性和机械强度。

Lee等[51]采用抽滤转移的方法制备了银纳米线为主干、碳纳米管为枝干的复合薄膜，其结构如图7所示。其中银线直径约为150 nm，碳纳米管直径约为1.5 nm。实验结果表明，少量碳纳米管的加入使得方阻降至 24～27 Ω/□，而透光率并未有较大的损失，仍可达90%。

图7 AgNWs-CNT复合薄膜结构图[51] Fig.7 Structure of AgNWs-CNT composite film[51]

2.4 前沿技术导电墨水研究进展

2.4.1 液态金属电子油墨

液态金属是指一种不定型的、可流动的液体金属，可以看做是由正离子流体和自由电子气组成的混合物[52]。具有良好的导电性和超高热导率，可用于高效散热、电子印刷、航空航天、家庭医疗等各个领域。中国科学院理化研究所刘静教授团队对液态金属的研究是中国科学家在热点研究领域取得的原创性的成果，由其主导的液态金属电子油墨成为了科研界的一大亮点。

Wang等[46]以硝酸银、丁香油和抗坏血酸等制备了树枝状的银纳米结构，其结构示意图如图6所示。随后加入改性环氧树脂、三甘醇乙烯醚和光引发剂，超声均匀后，以此为墨水经紫外固化制备导电薄膜。为进行比较，他们以同样的方式获得球形纳米颗粒墨水，研究发现，树枝状墨水不仅能够显著减少纳米银的填充用量，还能明显降低薄膜方阻。膜厚20 μm时，树枝状墨水薄膜方阻为0.07 Ω/□，银纳米球墨水薄膜方阻为0.8 Ω/□。

目前，云南中宣液态金属科技有限公司、北京梦之墨科技有限公司、云南科威液态金属谷研发有限公司等均投入大量资金进行液态金属的研发。液态金属热界面材料产品已开始打开市场，液态金属电子手写笔已批量生产进入德国、欧美市场销售。液态金属系列产品开始批量供应市场，填补了国内外市场空白。

图8 液态金属电子手写笔和液态电子油墨 Fig.8 Liquid metal electronic handwriting pen and liquid electronic ink

2.4.2 超精细导电图形纳米自组织油墨

[2]SECOR E B, PRABHUMIRASHI P L, PUNTAMBEKAR K, et al. Inkjet printing of high conductivity, flexible graphene patterns [J]. J Phys Chem, 2013, 4(8): 1347-1351.

2016年，Song等[53]采用喷墨打印的方法在聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）表面制作了可弯曲电路，制备过程如图9所示。将银的前驱物溶液直接打印在预塑化的PDMS液体薄膜上，经过加热图形化的衬底，并用水合肼还原打印沉积物，可直接在PDMS表面制备半包覆的导电结构。该方法省去了对PDMS的表面处理过程，增强了薄膜的可弯曲性。经测试，薄膜弯曲800周后，薄膜电阻基本没有变化。

图9 喷印方式在预塑化PDMS液体薄膜上制备可弯曲电路示意图[53] Fig.9 Schematic illustration of the fabricating bendable circuit on a precured PDMS liquid film by inkjet printing[53]

2017年，Gu等[54]以钙钛矿前驱物溶液为墨水，通过喷墨印制的方法打印在几种低附着力衬底（硅片以及功能化的硅片等）上，图10给出了钙钛矿单晶微板块打印的示意图。打印沉积物的前驱溶液墨滴阵列后，蒸发使其结晶化，实现钙钛矿纳米材料的自组装结构。

2.3.1 粒径及Zeta电位 用纳米激光粒度仪对白藜芦醇DPPC脂质体的粒度和Zeta电位进行测定，温度为25 ℃，体积为1 mL，每份样品平行测定3次。结果发现白藜芦醇DPPC脂质体的平均粒径为（191.5±4.5）nm（图1-E），多分散指数（PDI）为0.3±0.1，载药脂质体的Zeta电位为（12.4±1.5）mV（图1-D）。

图10 钙钛矿单晶微板块打印示意图[54] Fig.10 Schematic illustration of the preparation of the perovskite single crystal microplate arrays by inkjet printing[54]

2.4.3 催化油墨

目前，催化油墨主要在太阳能电池、印刷电路等领域具有重要应用，引起了国内外的广泛关注。

催化剂库的图案设计一直是高通量筛选技术（HTS）所面临的挑战，Guo等[55]采用喷墨打印技术在半导体芯片上建立了催化剂库，如图11所示。首先利用喷枪将类石墨氮化碳(graphite-like carbon nitride, g-C3N4)的悬浮液喷涂在反应芯片上，继而利用打印机先将Ce、Ni、Bi的硝酸溶液打印在芯片上，再将硝酸锌、硝酸铜、硫酸铟溶液作为第二层打印在芯片上，经过后处理形成MySx/g-C3N4催化剂库。

图11 打印过程示意图[55] Fig.11 Schematic diagram of printing process[55]

染料敏化太阳能电池(DSSCs)在光伏器件的研究中一直备受关注，对电极作为其重要组成部分成为了研究的热点，这也是催化油墨的一项重要应用。

Wang等[56]通过液相化学合成法合成了直径(15±3) nm的FeS2纳米晶体，继而以FeS2为主要材料得到导电墨水，最后将其旋涂在ITO玻璃基底上。实验对比了Pt电极以及处理和未处理的FeS2电极的光伏性能，结果如表3所示。可以看出，经过乙二硫醇(EDT)处理的对电极各项性能相比未处理时都有较大的提升，与Pt电极相比所差无几，这也说明了作为一种有效的光电催化剂，EDT处理的FeS2墨水是以往Pt电极的潜在替代材料。

表3 不同对电极光伏性能比较[56] Tab.3 Comparison of photovoltaic performance of different counter electrodes[56]

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2.5 喷墨导电墨水的应用

2.5.1 在无线射频识别技术中的应用

无线射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID）又称电子标签，是导电墨水在通信技术方面的一项重要应用。近年来，随着喷墨打印技术的飞速发展，利用喷印技术将纳米银墨水直接打印在各种柔性基材上[57-58]，以适应不同频率的RFID天线，同时降低天线的生产成本，因而这种方法得到了越来越多的关注[59]。

相较于绕线法、刻蚀法，喷印法制作天线具有工艺简单、成本低、基材选择广、绿色环保等优势。目前，国内外的研究取得了重大进展，昆山海斯电子公司使用纳米银导电墨水分别在相纸、PET、PI等基材上喷印制备了高频和超高频RFID天线；韩国的ANP公司、美国的Cabot和NanoMas等公司也在此方面取得了可喜的成果。2016年，Koga等[60]以快速低温烧结的方式制备了高灵敏度印制天线，经过预干燥墨水溶剂，在 80 ℃和相对湿度 95%的条件下处理2 min，分别在PEN、PET和纳米纸上得到了V形天线图案，体积电阻仅为6×10–6Ω…cm。

（3）综合污染指数和有机污染指数评价表明，洞庭湖及其入湖口表层沉积物整体上呈轻度污染，南洞庭湖污染比东、西洞庭湖及入湖口严重，各个入湖口中以湘江入湖口污染最高。

2.5.2 在PCB电路板中的应用

传统的印制电路板（Printed Circuit Board, PCB）制造为减成法，一般需经50多个步骤，工艺流程相当复杂，对原料造成了很严重的浪费[61]。与之相反，喷墨印制PCB电路板为加成法，极大地缩短了PCB加工周期，降低了成本，提高了器件的可靠性。喷墨印制在PCB行业中主要应用于图形转移、埋嵌无源器件以及直接打印图形和全印制电子[62]。

Lee等[63]采用喷印的方法将固含量为 33%的纳米银墨水分别打印在相纸和聚酰亚胺薄膜上，墨滴直径约为50 μm，250 ℃下金属化30 min，得到了图12给出的打印线路图。

他拖着木桶又往上游走了小半里地，估算从这里下水，应该可以划到西门一带。他让潘云坐进了木桶，双手紧紧抓住桶沿，自己则泡在水里，双手推着木桶往前游，借着木桶的浮力，游个几千米也没什么问题。

2.5.3 在太阳能电池中的应用

喷墨打印技术以其独特的优势在制备柔性透明电极方面具有重要应用。透明导电电极是柔性有机太阳能电池（Flexible Organic Solar Cells, FOSCs）最重要的部分，Seo等[64]利用纳米银线墨水制备了AgNW电极，并将其应用到FOSCs中，其功率转换效率为8.75%，弯曲半径为1.5 mm时的效率仅比原始效率低2.4%。Lange等[65]以喷印的方式将墨水打印在ITO衬底上得到活性层，再将其应用到有机太阳能电池当中，其功率转换效率为2.4%，而以旋涂的方式制备的活性层，电池转换效率为2.6%。

图12 PI膜和相纸上的打印线路图[63] Fig.12 Printed wiring diagram on PI film and photographic paper[63]

2.5.4 在有机发光二极管中的应用

有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diodes,OLEDs）属于有机电致发光器件，其基本结构为三明治式结构，中间是有机膜层结构，两侧分别为阴极和阳极。Kim等[66]将金包覆的AgNW薄膜做成透明导电电极，进而应用于OLED器件中，器件结构及成品如图13所示。

图13 AgNW-OLED器件结构及成品示意图[66] Fig.13 Schematic diagram of the AgNW-OLED device structure and product[66]

2.5.5 在薄膜晶体管中的应用

薄膜晶体管（Thin-Film Transistors，TFTs）是一种绝缘栅型场效应晶体管，利用栅极电压产生垂直方向的电场来控制载流子的变化，属于压控器件。典型的非晶铟镓锌氧化物(amorphous Indium GalliumZinc Oxide, a-IGZO)结构由衬底、源漏栅电极、有源层及栅绝缘层构成。Ning等[67]利用喷墨打印的方法制备了银电极，并将其应用于TFTs的源极和漏极，得到了a-IGZO型TFTs结构，其示意图如图14所示。

图14 a-IGZO型TFTs结构示意图[67] Fig.14 Schematic diagram of a-IGZO type TFTs structure[67]

3 结语

综上所述，喷墨印制技术具有打印精度高、打印速度快等独特的优势，以其为代表的“直写”技术获得了国内外科研工作者的广泛关注。在墨水方面，导电墨水的导电机理主要有渗流理论、隧道效应和场致发射理论。为获得性能良好的导电墨水，必须综合考虑墨水的分散稳定性、烧结温度以及Oh值、Re值和We值三个物理参数，将各项指标控制在适当的范围内。

目前，国内外研究学者深入研究了碳系墨水、银系墨水和新型导电墨水，并取得了重大进步。由于其优异的光电性能，导电墨水已逐渐应用于RFID、PCB电路、太阳能电池、有机发光二极管和薄膜晶体管等领域，未来还可能应用于越来越多的领域。对促进电子制造业的发展具有重大意义。

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无机导电墨水常用导电材料可分为金属和非金属两大类。非金属主要以碳材料为主，典型代表有碳纳米管[30]和石墨烯[31]。与纳米银相比，碳材料具有明显成本优势，但导电性能较差。金属如金、银、铜、钯、镍等，综合考虑成本和性能等因素，纳米银具有优异的光电性能和化学稳定性，成本相对较低[32-33]，且由于纳米效应使得其烧结温度大大降低，基材适用范围较广，因而目前纳米银是主要的导电组分。

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