DOI:10.1016/j.mee.2020.111345
通過應用電液動力學（EHD）直接寫入技術可以將微/納米纖維結構印刷在不導電的基材上。采用濕法刻蝕和深度反應離子刻蝕相結合的方法，制備了一種空心微針陣列作為噴絲板（孔徑為40μm，外徑為80μm，高度為100μm的微針）。設計并應用了一個實驗性的機械靜電紡絲裝置，以沉積單個微納米纖維圖案。在此設置中，將微針和塑料注射器安裝作為兩個不同的噴絲頭。通過這兩個噴絲頭可以制備出不同形狀和尺寸的纖維。此設置可以控制噴絲板與收集器之間的距離和電壓、收集器速度以及流體流速。當基材的速度從50 mm/s增加到200 mm/s時，電紡直線單纖維的平均寬度通過微針從1.4減小到0.5μm，通過塑料注射器從3.5減小到0.85μm。通過將收集器速度從20 mm/s更改為60 mm/s，在電壓為1-2.5 kV、收集器到微針的距離為1 mm，流速為0.1 ml/h和聚合物溶液濃度為23wt％的條件下，可以由微針靜電紡絲制備出各種單個微/納米纖維圖案，例如正弦曲線、螺旋形、帽形和直線形。由于電排斥力，單帶電纖維沿平行于先前在基板上形成的帶電圖案的邊緣路徑展開。具有正弦曲線、帽形和螺旋形圖案的單纖維可用于柔性印刷電子設備等特殊應用。
圖1：微針陣列的制造示意圖。（a）硅襯底；（b）Si3N4沉積（兩面）；（c）Cr沉積（兩面）；（d）希普利光致抗蝕劑涂層（兩面）；（e）紫外線曝光，顯影，Cr蝕刻，RIE；（f）濕蝕刻；（g）翻轉，希普利（Shipley）光致抗蝕劑涂層；（h）第二掩模光刻圖形化（背面對準），Cr蝕刻和DRIE。
圖2：濕法蝕刻后的硅基板的SEM圖像（（a）兩個緊密的微針的背面（b）濕法蝕刻后的尺寸（幾乎20μm））和（c）微針的SEM圖像（DRIE后的孔直徑約為40μm，壁厚為20μm，長度為100μm）。（d）切下微針的中部。
圖3：（a）實驗裝置示意圖。（b）實驗裝置。
圖4：由不同噴絲頭（a）微針和（b）塑料注射器產生的正弦曲線圖案振幅與收集器速度之間的關系。此外，由（c）微針、（d）塑料注射器產生的單纖維寬度和移動基底速度之間的相關性。流速、收集器到噴絲板的距離以及電壓分別為0.1 ml/h、1 mm和1 kV。
圖5：微針在各種電壓和收集器速度下電紡的單纖維圖案。流速、收集器距離和聚合物溶液濃度分別為0.1 ml/hr、1 mm和23wt％。
圖6：a）U型單纖維通過微針在80 mm/s的基底速度下沿x和y方向沉積在移動的基底上。b）SEM圖像顯示，微針通過在基底上上下移動以靜電紡制纖維。
圖7：微針在圖案化基底上制備的帶電螺旋單纖維的偏差。
