液態(tài)金屬打印機的發(fā)明和問世，在技術(shù)理念上完全改變了傳統(tǒng)模式，打破了個人電子制造的技術(shù)瓶頸和壁壘，使得在極低成本下快速、隨意地制作電子電路成為現(xiàn)實。應(yīng)用該設(shè)備，即使沒有任何電子學經(jīng)驗的個人甚至孩童也能通過電腦操控，短時內(nèi)即可直接打印出從網(wǎng)上訂制的電路圖案并制作出自己的終端功能器件，一定程度上實現(xiàn)了電子硬件的直接下載。

由液態(tài)金屬打印機打印并制作出的模擬皓月當空下的中國萬里長城電子圖

    在Scientific Reports這篇題為Personal Electronics Printing via Tapping Mode Composite Liquid Metal Ink Delivery and Adhesion Mechanism 的論文中，研究小組攻克了制約液態(tài)金屬打印技術(shù)在通向?qū)嵱没�道路中的一系列關(guān)鍵科學與技術(shù)問題，首次建立了一種全新原理的室溫液態(tài)金屬打印方法，通過集合了上下敲擊式進墨、旋轉(zhuǎn)及平動輸運、轉(zhuǎn)印乃至壓印黏附到基底等復合過程在內(nèi)的流體輸運方式，解決了金屬墨水表面張力高難以通過常規(guī)方法平穩(wěn)驅(qū)動的難題，其中的印刷失穩(wěn)機理也得以初步揭示，所獲得的高度均一的打印精度和質(zhì)量，已能滿足當前大多數(shù)印刷電路板（PCB）的要求。最為關(guān)鍵的是，這一電子電路打印機已具有很高的性價比，批量制造后其成本將處于個人可承受范圍內(nèi)，這預示著電子制造正在步入平民化進程。為展示這一全新技術(shù)在廣泛領(lǐng)域的價值，研究小組還探明了液態(tài)金屬電子打印機在近10個方向上的開拓性應(yīng)用，如復雜大面積柔性PCB、電學傳感器、電子藝術(shù)、電子裝飾、電子化建筑設(shè)計、人物肖像、電路單元、電子賀卡、電子圖案乃至功能電子器件等的即時打印和制作。這種立等可取的個性化電子制造模式除了將對傳統(tǒng)電子工程學帶來觀念性變革外，也將為科學與藝術(shù)、人文、教育、文化創(chuàng)意等的交叉融合創(chuàng)造全新的機遇。

打印機針對中國古典名畫《清明上河圖》（左）打印出的電子圖案（右）

    以上成果的取得是理化所團隊在長期實踐中不斷探索的結(jié)果。此前，為實現(xiàn)液態(tài)金屬的全自動打印并發(fā)展具有普適意義的電子打印機，研究小組幾乎窮盡了各種可能的打印原理如氣壓驅(qū)動、微接觸印刷、絲網(wǎng)印刷、卷對卷印刷、熱泡噴墨驅(qū)動、激光打印等，但所形成的機構(gòu)或是無法驅(qū)動金屬墨水，或是自動化程度不高，或是整套打印設(shè)備成本過于高昂而無法進入千家萬戶。正是基于對液態(tài)金屬驅(qū)動機理的系統(tǒng)探索和反復嘗試，融合了輕敲、旋轉(zhuǎn)、壓印等輸運機理在內(nèi)的復合式液態(tài)金屬打印方法得以建立。

由液態(tài)金屬打印機打印出的電子圖騰裝飾藝術(shù)圖案