麻省理工学院（MIT）的研究人员利用3D打印技术制造了三轴电喷雾发射器阵列——据团队称，正是这种制造方法才使这些器件得以问世。

三轴电喷雾发射器对三个同心喷嘴施加高压，同时喷出三种互不相溶的液体，生成连续的层状微液滴流。这些液滴可固化为具有不同壳层的复合微粒——这种结构适用于定时释放药物胶囊、生物传感器和自修复材料。

迄今为止，公开文献中还没有过这种微型化多发射器阵列的制造记录，传统半导体洁净室制造工艺无法在足够小的尺度上实现所需的几何结构。

由MIT微系统技术实验室（MTL）首席研究科学家Luis Fernando Velásquez-García领导的团队，使用槽式光聚合技术，在大约一平方厘米的面积内打印出了16个喷嘴组成的阵列。单层打印层高度仅为25微米，相当于人类发丝宽度的一小部分。这一一步到位的工艺从开始到完成阵列只需几个小时。

Velásquez-García表示：“在半导体洁净室里我们无法制造这样的器件。这只有通过3D打印才有可能实现。”

设计迭代作为制造优势

每个阵列都包含一个螺旋形内部微通道网络，可将液体均匀分配到所有16个喷嘴，在保持紧凑尺寸的同时防止发射器之间的交叉干扰。

团队测试了多种架构，以确定最佳流速和电压，发现中间液体的黏度是影响微液滴稳定性和层间一致性的决定性因素。

快速迭代几何结构的能力对项目进展至关重要。Velásquez-García表示：“我们能够积极优化设计，因为我们可以以更及时的方式进行迭代。这种精细打磨设计的能力是3D打印的一大关键优势。”

这项研究由墨西哥蒙特雷理工学院的Bryan Ivan Quintanar-Abarca担任第一作者，发表在《Virtual and Physical Prototyping》上。未来的工作将瞄准更小的器件尺寸，以及在发射器阵列中集成导电和介电材料。