毛细管流通过三维聚合物印刷粉末的节俭成像技术

基于喷墨的粘合剂喷射到粉末介质中代表了增材制造（3D打印）中的一项重要技术。粘合剂喷射过程首先使用扫描喷墨打印工艺将功能流体沉积到粉末介质中。具体来说，喷墨打印头在粉末表面上平移，将液体粘合剂沉积到粉末表面上，从而以逐层方式形成固体部件¹。基于喷墨的粘结剂喷射技术通常包括沙子、金属粉末和聚合物粉末。然而，为了扩大材料在粘结剂喷射中的空间，需要一种研究流体-粉末和粉末-粉末相互作用、摩擦学、粉末堆积密度和颗粒聚集的基本方法。具体而言，对于流体-粉末相互作用，迫切需要能够实时成像流经粉末床的流体流动。这有望成为研究人员的有力工具，可以作为一种表征技术，并可能作为流体和粉末的不同组合的筛选方法²，³，⁴，以及更复杂的系统^，例如利用颗粒床方法的混凝土3D打印系统。

分子和胶体传输的新型成像技术（包括纳米颗粒）的发展是微流体和毫流体研究中一个活跃的研究领域。通过成像技术探测分子间相互作用可能具有挑战性，因为在非饱和和不稳定流体流动的条件下，很少有人做过工作来探测这些类型的相互作用。文献中报道的许多研究都集中在饱和、预润湿、多孔介质上，例如玻璃珠⁵、⁶、⁷、⁸、^9、10、¹¹、¹² 和土壤 13、14、^15、16、^17、18.该技术提供了一种非侵入性方法，导致高时间和空间分辨率²，³，^4，19。此外，所开发的技术提供了一种新方法，用于表征和量化各种多孔介质中的纳米级和微米级颗粒传输，重点是聚合物粉末。

所提出的技术利用移动设备记录通过多孔聚合物介质的不饱和，不稳定的流体传输，其颗粒尺寸代表利用流体粉末床融合技术的3D打印系统中使用的粉末。这种技术是有利的，因为流通池具有成本效益，可重复使用，体积小且易于操作，说明了节俭科学的主要方面。将这些简单的实验实施到现场研究中的能力非常简单，消除了光学显微镜所需的复杂性、成本和时间。鉴于易于创建设置、快速获得结果以及最少的样品要求，该技术是诊断筛查的最佳平台。