墨水配方及其性質(zhì)：(a) 玻璃粉末的粒徑分布和SEM圖像（插圖）；(b) 漿料粘度隨剪切速率的變化；(c) 漿料粘度隨溫度的變化，插圖為在加熱床上打印的支架結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡圖像

2.3 燒結(jié)工藝與結(jié)構(gòu)致密化

通過系統(tǒng)優(yōu)化燒結(jié)工藝，實現(xiàn)了高精度玻璃結(jié)構(gòu)的制造：

• 粘結(jié)劑去除：甲基纖維素在350°C以下完全分解，無殘留
• 對稱收縮：采用氧化鋁粉末床避免粘附，實現(xiàn)各向同性收縮
• 高致密度：燒結(jié)后孔隙率僅0.27%，滿足氣密性要求
• 結(jié)構(gòu)完整性：保持原始設(shè)計形狀，收縮率可預(yù)測

玻璃燒結(jié)工藝優(yōu)化：(a) 不同尺寸立方體的重量損失和燒結(jié)步驟；(b) 玻璃片和粉末床兩種燒結(jié)方式對比，展示對稱收縮行為；(c) STA結(jié)果和燒結(jié)后玻璃的XRD圖譜，證實非晶態(tài)結(jié)構(gòu)保持

2.4 多材料3D打印與器件制造

開發(fā)了基于Pluronic F-127的犧牲材料，可在200°C分解，低于玻璃燒結(jié)溫度（485°C）。實現(xiàn)了玻璃-金屬-聚合物三材料同步打印：

多材料打印器件演示，以玻璃為結(jié)構(gòu)材料、銀為電極、聚合物為犧牲材料，實現(xiàn)單步制造功能微流控器件

2.5 玻璃-金屬共打印驗證

為驗證玻璃與金屬材料的共打印兼容性，設(shè)計了測試結(jié)構(gòu)并評估界面結(jié)合：

• 界面結(jié)合：銀電極與玻璃結(jié)構(gòu)無分層或裂紋
• 導(dǎo)電通路：液態(tài)金屬（鎵銦共晶）填充通道形成閉合電路
• 功能驗證：LED成功點亮，證明電路連通性良好
• 熱匹配：低溫?zé)Y(jié)減少熱應(yīng)力，避免界面失效

玻璃-金屬共打印測試：(a) 銀-玻璃測試結(jié)構(gòu)設(shè)計和燒結(jié)后界面共聚焦圖像及SEM-EDX分析；(b) 集成微流控通道、玻璃結(jié)構(gòu)和銀導(dǎo)體的設(shè)計，打印結(jié)構(gòu)燒結(jié)前后對比，以及通道填充導(dǎo)電液體實現(xiàn)LED點亮的閉合電路演示

2.6 犧牲材料與通道制造

基于Pluronic F-127開發(fā)了犧牲材料，用于制造復(fù)雜三維通道結(jié)構(gòu)：

• 溫度響應(yīng)：室溫低粘度，打印后快速固化
• 低溫分解：200°C開始分解，400°C完全去除
• 結(jié)構(gòu)支撐：有效防止大跨度通道塌陷
• 完整去除：燒結(jié)后無殘留，通道通暢

犧牲材料通道制造：(a) 犧牲墨水粘度隨溫度變化和TGA曲線，顯示200°C開始分解；(b) 十字通道結(jié)構(gòu)評估，展示無犧牲材料時的塌陷問題和有犧牲材料時的完整通道形成，X射線圖像證實通道通暢

2.7 功能驗證

制造了包含微通道、混合器和集成電極的完整微流控器件：

• 通道尺寸：>500 μm，通過犧牲材料避免塌陷
• 電極集成：銀電極與玻璃結(jié)構(gòu)良好結(jié)合，無分層
• 混合功能：兩種不同電導(dǎo)率液體（368 μS和6 μS）實現(xiàn)有效混合
• 生物相容性：成纖維細胞培養(yǎng)驗證無細胞毒性

(a) 單通道打印與測試，包括離子浸出分析和生物相容性測試；(b) 多功能微流控器件制造與評估，展示混合功能和電導(dǎo)率調(diào)節(jié)能力