近日，我院张彦振教授团队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《基于液面振荡的超高频电流体动力打印》(High-frequency electrohydrodynamic jet printing based on meniscus vibration)发表在《Physics of Fluids》期刊，并被选为“Editor’s Pick”。Physics of Fluids是流体力学领域的国际权威期刊（中科院SCI二区）。该研究中博士研究生李子豪为第一作者，通讯作者为我院张彦振教授和南京工业大学青年教师李德格，中国石油大学（华东）为第一署名单位和通讯单位，南京工业大学为第二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。
图1 论文首页
电流体动力喷墨打印技术（EHD jet）利用泰勒锥尖端的微细射流，可以打印出远小于喷孔尺寸的墨滴，克服了传统压电式和热泡式喷墨打印技术打印精度难以进一步提升的问题。但受限于喷射机理使得EHD的打印频率通常远小于弯液面所对应的毛细波频率，一般仅为数百赫兹。低下的射流频率是阻碍EHD打印技术实际应用的最大因素，因此关于EHD打印频率上限的探索一直是该领域中的研究热点。
图2 不同工况下的界面行为及喷嘴内部流场
本研究发现电场中振荡的液面会在微秒尺度内诱发EHD射流，根据这一现象提出了一种可实现超高频率电流体动力喷射的新方法（MVEHD），并对射流机理进行了深入的理论分析。研究表明MVEHD与传统的电流体动力喷射（EHD）不同，喷孔处脉动流场的特殊分布与电应力的综合作用可显著加速液面的锐化过程，最快可在亚微秒时间尺度内形成可供射流的锥顶奇点。该方法将EHD喷射频率提高到接近兆赫兹，从而为高通量EHD打印技术的发展奠定了理论和技术基础。
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0248926
