現階段，在眾多透明電極材料中，金屬網格型透明電極因其突出的綜合性能被廣泛應用于觸控屏，透明電磁屏蔽，太陽能電池，以及透明電加熱等領域，但針對透明電加熱玻璃，目前具有較高加熱性能，較好耐候性及較高力學性能的厚膜漿料型金屬網格難以廣泛應用于高透光率光學窗口。歸其原因為高分辨率厚膜漿料型金屬網格的低成本，大面積綠色制造存在挑戰。

近日，青島理工大學蘭紅波、朱曉陽團隊與中國海洋大學徐曉峰團隊合作，利用犧牲液膜襯底電場驅動3D打印策略，在玻璃基底上完成了厚膜銀漿的高分辨率打印，實現了高綜合性能銀網格的高效、低成本綠色制造。通過引入液膜襯底，形成了有趣的的“雙錐形”電場驅動噴射現象，研究結果表明，“雙錐形”現象不僅提升了電場驅動噴射泰勒錐的穩定性，還實現了厚膜銀漿直接嵌入液膜基底。

在液膜基底對厚膜銀漿的“限制性”鋪展作用以及電場驅動噴射泰勒錐“縮頸”效應的雙重作用下，厚膜銀漿型金屬網格的分辨率得到了有效提升，有效解決了厚膜銀漿細度大極易引發噴射微噴頭堵塞等問題。同時，采用該方法制造的透明玻璃加熱器經過嚴苛的機械穩定性和環境穩定性測試，仍然保持著較好的綜合性能。此外，基于制造的透明電加熱玻璃，設計開發了集成電熱及光熱的界面熱蒸發器，實驗結果表明集成透明電加熱玻璃的界面熱蒸發器，在2V的直流電壓下，蒸發速率可達到10.69 kg m?2 h?1。

綜上，該文解決了厚膜漿料難以高分辨率3D打印的問題，配合多噴頭打印系統有望實現厚膜漿料型高性能透明電加熱玻璃的批量化制造，將會廣泛應用于汽車、飛機、艦船及重要軍事設備等對透光要求較高的擋風玻璃上。

相關研究成果以“3D Printed High Performance Silver Mesh for Transparent Glass Heaters through Liquid Sacrificial Substrate Electric-Field-Driven Jet”為題發表在Small期刊上。青島理工大學蘭紅波、朱曉陽教授和中國海洋大學徐曉峰教授為論文共同通訊作者。

圖1 基于液膜犧牲襯底的電場驅動噴射3D打印制造高性能透明電加熱玻璃工藝流程

圖2 電加熱玻璃的光電綜合性能測試

圖3 除冰化冰應用測試

圖4 集成電熱及光熱的界面熱蒸發器