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本论文从喷墨打印墨滴的断裂产生、飞行、与基材作用控制及其应用出发,系统地研究了喷墨打印过程中墨滴的动态行为,并考察了喷口界面性质对墨滴断裂的影响,卫星液滴的形成及控制,墨滴图案化以及制备功能微纳米结构材料等应用。具体内容如下: (1)为实现对喷墨打印喷口界面性质的控制,制备了超疏水低粘附的喷墨打印喷头。由于超疏水低粘附的喷口具有大的接触角和低的粘附力,能够加快墨滴液线在喷口处的瑞利不稳定性,从而加快墨滴与喷口的分离。更快的分离缩短了液线的长度,从而液线能够在飞行过程中回缩形成单一墨滴,而不会由于瑞利不稳定性断裂形成卫星液滴。因此,通过控制喷口与墨水的界面性质能够实现控制卫星液滴的出现。 (2)利用喷墨打印技术,在疏水的基材上打印制备了超亲水图案。由于墨水与基底的浸润性差异,墨水三相线回缩,从而形成了致密的六方结构排列组装的金纳米粒子阵列。这种致密的金纳米结构能够形成均一的电磁场热点,从而实现了高重复性的表面增强拉曼检测。同时,疏水的基材能够浓缩被检测物至金纳米阵列点,从而提高了检测灵敏度。 (3)喷雾干燥技术是一种快速高效制备微纳米结构的技术。喷雾干燥过程中能够形成微米尺度的液滴,在高温干燥箱中快速蒸发溶剂,从而形成微纳米尺度的小球。利用此技术制备了无角度依赖性的聚合物光子晶体微球,并共组装制备了反蛋白石结构的TiO2光子晶体微球。这种光子晶体微球具有光子晶体的慢光子效应、微球的光散射效应、高比表面积等多重性能,呈现出优异的光催化性能。