江南大学万茜/中山大学陈琨/港中文许建斌《AM》：二维层状半导体材料的喷墨

图1.由于表面张力作用水黾稳定的栖息在水面上

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Surface_tension

水基前驱体墨水

该研究团队运用界面工程，研发出可用于喷墨打印的水基前驱体墨水。单纯的钼酸铵（钨酸铵）前驱体水溶液是不能用于喷墨打印的，这是由于喷墨打印的墨水，其表面张力﹑粘度﹑密度﹑温度以及喷嘴尺寸等必须满足一定的参数要求，其中最重要的两个物理量就是表面张力和粘度系数。在自然界中，我们经常能看到很多表面张力的现象和，比如：能够在水面上稳定栖息的水黾（图1所示），清晨水荷叶上的水滴等，此外粘度系数在日常生活中也很常见（图2所示），比如：蜂蜜的粘度就比水的要高。为了获得可喷墨打印的水基前驱体墨水，首先在前驱体的水溶液中加入无色透明粘稠的曲拉通X-100 (C14H22O(C2H4O)n, n = 9–10)，使得该溶液的表面张力在室温下从73 mN·m-1降低到34 mN·m-1。同时在溶液中加入少量粘稠的丙二醇(C3H8O2)，在室温下使溶液的粘度系数从1.0 mPa·s提高到1.9 mPa·s，所加的表面活性剂均为有机物，在打印完成后，加热烘干即可挥发，而不会影响后续的生长反应（图3，左上图）。

图2.不通粘度材料流动的仿真图，左图为低粘度液体，右图为高粘度液体，

图片来源：https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity

喷墨打印与原位制备