通过改变基底润湿性实现液态金属在纸表面打印技术

若不采用喷墨方式，液态金属可通过设备直接书写的基底尚属有限，如PVC材质，其他材料由于与液态金属之间润湿性较差，并不能很流畅地用于书写或打印。液态金属自身表面张力很大，需要找到一种适合的方法，使基底材料与液态金属之间的界面张力大于液态金属自身的表面张力，才能实现液态金属的书写。

在未处理的打印纸表面书写时，液态金属在纸表面形成一个球状结构（图4.17），这是一种Cassie状态，也就是不浸润状态。观察液态金属与纸的界面，可以发现存在大量的空隙，说明它们之间具有很差的黏附力，浸润性差导致不能够顺利书写［39］。我们知道，液态金属与水之间有着很好的润湿性，同时纸和水之间的润湿性更佳。若通过加湿作用改变纸表面的浸润性，一定程度可望改观液态金属在纸表面的浸润性。实验证实了这一思想，例如随着浸润时间的增长，液态金属在纸表面可逐渐形成线，且液态金属线和纸基底之间的缝隙变小，逐渐从Cassie状态向直接接触润湿的Wenzel状态转变。

(www.xing528.com)

图4.17　液态金属在纸表面的浸润性［39］

a.Cassie状态；b、c.Cassie-Baxter状态；d.Wenzel状态。

笔者实验室通过改变纸张浸润性的方法，成功提升了液态金属和纸之间的润湿性，实现了良好的打印效果。由此可发展各种书写液态金属的设备，实现加湿、打印同时作业。