近日，我院张彦振教授团队硕士研究生相腾、博士研究生李子豪在电流体动力打印技术领域取得重要进展，相关研究成果《利用水锤效应和直流电场的按需电流体动力喷墨打印》(On-demand electrohydrodynamic inkjet printing utilizing water hammer effect and direct current electric field)发表在《Physics of Fluids》期刊。Physics of Fluids是流体力学领域的高水平期刊（中科院SCI二区），目前影响因子4.2。该研究中硕士研究生相腾、博士研究生李子豪为共同第一作者，通讯作者为我院张彦振教授，中国石油大学（华东）为第一署名单位和通讯单位。研究工作得到国家自然科学基金，山东省优秀青年基金以及“泰山学者”青年专家计划等项目的资助。
论文封面
在直流电场驱动下，电流体动力射流通常难以实现精确的液滴沉积控制；而脉冲电场虽能实现按需同步喷射，却显著提升了硬件成本与系统复杂度。这种矛盾使得技术可扩展性与成本效益受限，阻碍了其在高通量制造领域的规模化应用。
图1 (a)WHEHD驱动装置。（B）实验装置和观察系统的示意图。
本文提出了一种利用水锤效应与直流电场协同作用实现按需液滴喷射的新方法（WHEHD）。通过实验观察与数值模拟的协同方法，系统地研究了弯液面振荡行为及WHEHD喷射机制。基于此原理，开发了按需打印策略及高精度打印平台，能够可控沉积粘度范围在 2.5至 1410 mPa·s液滴的任意阵列。由于该方法无需复杂调制脉冲电场，WHEHD因此为直流电场条件下实现高效、按需的电流体动力射流提供了一种极具前景的解决方案。
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0281323
