用四探针和伏安法对印在薄膜上的导电线路测试导电性能,喷印好的图案经过不同的烧结处理,以此来研究电气石添加量和不同烧结参数对导电线路导电性能的影响。从纳米颗粒材料开始,一直到制造出柔性电子线路,这是个非常复杂的过程,其中包括导电墨水制备、墨水喷印、烧结处理这些实验内容。为了把实验过程的步骤和思路讲清楚,这部分内容会按顺序介绍实验里重要的实验原料、试剂以及相关的仪器设备等信息,同时也会介绍材料表征和性能的测试方法。
有一种设备可以用多种喷头打印,还能打印多种材料,比如颜料墨水、高分子材料、纳米银导电墨水、生物细胞液这些材料都可以。通过这种设备能把多种介质材料精确地喷射到基底上,形成想要的图案线路。喷墨打印机内部结构主要有真空吸附平台、定位相机、墨滴观测相机、喷射喷头、供墨的墨盒与墨瓶、喷头气阀、平台温控和喷头温控这些关键部分。
CCD摄像机可以仔细观察墨滴飞行的状态,像高速飞行的墨滴是什么样子、飞行轨迹如何,这样就能分析这些介质材料的喷射性能,这对于研究导电墨水和喷头性能之间的关系特别重要。喷孔是相互独立的,每个喷孔都有自己独立的压电控制器,能单独喷射,也能多个同时喷射,以适应不同的情况。
打印完后,如果喷头不用了,一定要把喷头清洗干净,不然喷头很容易堵塞,影响下一次使用。具体清洗方法是:小心地把喷头从喷墨打印机上取下来,用针管单独吸取空气,然后慢慢把空气打到喷头内,这个过程不能太用力,而且在和喷头连接的时候不能吸取空气。
一直清洗到喷头里挤不出墨水为止,用无尘布把喷嘴擦干净,然后把针管吸取的空气换成去离子水或者乙醇,再对着喷头清洗,直到挤出来的去离子水或者乙醇里没有墨水了,用无尘布轻轻擦一下喷嘴,最后用无尘布把喷头包起来,放到无尘样品袋里存放。对打印图案进行烧结可以用热烧结的方式,除了热烧结,现在常用的烧结方式还有微波烧结、热压烧结、光激烧结等。