CN104723678B - 一种批量微液滴的电流体动力制备装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控的批量制备微液滴及微结构的制备装置和方法，制备装置包括：液体输运系统、喷射接收系统、电压控制系统、高速摄像系统和底部平台运动控制系统。制备方法利用微量注射泵将液体从注射器按照一定的流量推送到针头尖端处，在针头尖端形成液体的聚集，在电场的作用下，针头处聚集的液体形成泰勒锥，并持续从泰勒锥尖端处射出液线，液线落到接收基板上最终形成沉积的液滴。底台运动配合液线连续射出，可以制备批量的微液滴或一定模式的微结构。

Description

一种批量微液滴的电流体动力制备装置和方法

技术领域

本发明涉及一种批量制备微液滴的装置和方法，尤其涉及一种采用电流体动力驱动的批量制备微液滴的装置和方法。

背景技术

喷墨打印技术因为具有无需模板、环境友好、打印精度较高等优点，已经广泛应用于图像打印领域，并拓展到打印电子，微流道芯片等领域，可用于制备生物传感器、太阳能电池芯片和微流道芯片等。传统的喷墨打印技术，通常采用连续喷墨和按需打印两种模式。

连续喷墨技术是利用压电晶体振动施加压力，使得液滴连续喷射而出，根据打印图案通过控制单元获取墨滴偏转距离的信息，再通过改变电压来控制液滴打印图案的技术。采用这种打印方式的打印机结构复杂，需要加压装置，且工作效率低，浪费墨水。按需打印技术，目前分为两种。一种是热气泡喷墨技术，一种是微压电技术。热气泡技术是通过在短时间内将墨水加热、压缩再喷射到基底上的打印方式，由于墨水在高温下易发生化学变化，性质不稳定，且由于是瞬间加热，液滴的大小和方向都比较难控制；微压电技术是通过压电原件，在墨滴的初始阶段，射出阶段和离开喷嘴的阶段控制元件压电变形程度，精确弹出所需尺寸的墨滴，打印图案的技术。一般来说，喷墨打印技术打印的液滴的直径为针头直径的1.89倍，打印的线宽大约在20-50微米之间。

当需要打印尺寸更小的液滴时，需要尺寸更小的打印喷头，这对喷头的制备和成本控制提出了很高的要求；另外，由于墨水普遍具有大粘度大密度的特性，因此在打印时因为针头尺寸过小而易造成针头的堵塞，使得打印失败。电流体动力技术，作为一种新的先进打印技术，广泛应用于微电子，微流道，生物芯片检测等领域中。电流体动力打印技术是指通过电场控制，将输运到针头处的液滴拉伸变形成为泰勒锥，在电场力拉伸作用下，锥尖处少量液体克服粘性力及表面张力，脱离泰勒锥形成液线或液滴，并沉积到接收基板上的过程。通常的电流体打印技术，是以drop-on-demand技术为基础实现的。

drop-on-demand技术是指在单个脉冲内，通过电压调节，实现单个液线或液滴的射出及沉积。根据研究，因为整个弯月面参与振荡来发生液滴，一方面增加了振荡周期，使得打印模式的打印频率较低；另一方面，提高了振荡的振幅，导致振荡后断裂形成的液滴的尺寸较大。一般液滴仅略小于针头的尺寸，针头直径与液滴直径的比率略大于1。有研究表明5微米的针头可获得2微米左右直径的液滴。因此，要获得更小的液滴，就需要更小的针头，从而提高了针头制备的技术难度和成本。此外，该模式多采用电导率较大的液体，这种液体具有对电场反应迅速的特点，有利于电流体动力打印，但对电导率较小的液体往往不太适用。另外，由于单个脉冲只产生一个墨滴，墨滴的生产效率较低，不易满足批量制备的需求。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种批量微液滴的电流体动力制备装置和方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种可控的批量制备微液滴的制备装置及方法，采用电流体动力打印技术，实现微米/亚微米液滴的喷印的制备。

电流体动力打印技术，可以通过使用普通直径成本较低的针头，将聚集在针头处的液体拉伸断裂形成射出液线，并最终在底板上沉积形成微小液滴。液滴的尺寸相较于针头直径很小，沉积频率可达500Hz，且设备简单，无需前期处理，溶液的选择范围很广，适用性强，且操作步骤简单易重复，生产效率高，成本低，环境影响小。

为实现上述目的，本发明提供了一种批量微液滴的电流体动力制备装置，其特征在于，包括：液体输运系统、喷射接收系统、电压控制系统、摄像系统和底部平台运动控制系统；

其中液体输送系统包括注射泵和注射器，注射器中的液体通过注射泵推送出注射器；

喷射接收系统包括针头和接收基板，针头与注射器相连，且针头正对接收基板，使注射器中的液体通过针头射出至接收基板上；

电压控制系统包括彼此相连的电压放大器和函数发生器，电压放大器与针头连接，电压控制系统用于产生电压信号，并将电压信号输出至针头；

摄像系统包括显微镜头，显微镜头用于观察针头的尖端处的液体形态、液线射出行为以及沉积情况。

进一步地，喷射接收系统还包括z轴升降平台，z轴升降平台用于调节所述针头与接收基板之间的距离；针头与电压控制系统的正极相连，接收基板与接地端相连，通过针头输运液体，在电场作用下形成泰勒锥，并且形成稳定的液线射出，最终在接收基板上形成批量液滴的沉积。

进一步地，针头的材质为不锈钢、玻璃或塑料，当针头的材质为玻璃或塑料时，使用电极丝与电压控制系统相连；接收基板的材质为不锈钢、硅片、涂覆有亲水/疏水涂层的硅片或柔性PET基板。

进一步地，通过函数发生器设定所需电压波形、电压幅值、电压占空比及电压频率，输出到电压放大器放大形成施加于针头的电压信号；函数发生器生成的电压波形为方波或正弦波，电压幅值、电压占空比和电压频率均可调节，电压放大器的放大倍率可调节。

进一步地，摄像系统还包括摄像机及光源，摄相机与显微镜头连接，光源同轴正对显微镜头，摄相机的帧率和分辨率及曝光时间可调，可拍摄尺度为2μm，帧率为20000帧的微观行为，摄像系统用于观察针头尖端处的液体形态、液线射出行为形态以及沉积情况。

进一步地，底台运动控制系统还包括电机驱动器和电脑控制系统，电脑控制系统与电机驱动器连接，电机驱动器分别与x-y运动平台和z轴旋转平台连接，通过电脑控制系统控制电机驱动器，使电机驱动器控制x-y运动平台的速度和z轴旋转平台的转速；x-y运动平台可向x、y方向及x、y联动方向运动，x-y运动平台和z轴旋转平台联动。

进一步地，该批量微液滴的电流体动力制备装置还包括为真空吸附模块。由一个真空泵和连通在z轴支撑固件中的管道组成，将真空泵伸入到z轴支撑固件之中，吸附放置于底台上的接收基板(硅片，不锈钢片或其材料的基板)，起吸附固定接收基板的作用，防止在底台运动时接收基板发生位移影响最终的位置精度。

本发明还提供一种使用上述批量微液滴的电流体动力制备装置的制备方法，包括以下步骤：

1)选择或配制溶液，装入注射器并固定在注射泵上；

2)根据所选溶液和打印需求，选择针头及接收基板，确定针头与接收基板之间的距离；

3)连接摄像机和显微镜头，设定摄像机的帧率和分辨率，设定电压幅值和针头的流量，测试打印效果，实时观察液体在针头处的聚集及射出情况，根据观察结果调节所设定的参数，以获得稳定的打印过程；

4)根据打印需求，选择打印频率和电压占空比，测试打印并检查打印效果。

5)根据打印所需的间距要求，选择底台运动速度和z轴旋转平台转速，开始打印，并检测分析打印效果。

进一步地，步骤(1)中的溶液是指醇类、聚合物去离子水混合溶液中一种或两种液体的混合物，醇类包括乙二醇或三甘醇，聚合物去离子水混合溶液包括体积百分比2％的400000分子量的聚乙二醇去离子水溶液。

进一步地，溶液为低电导率溶液，低电导率溶液的电导率低于10^-5s/m，粘度大于12mPas且小于50mPas，表面张力大于20mN/m。

进一步地，步骤3)和步骤4)中，通过调节电压频率和流量，实现对单个脉冲内打印频率和液滴半径的控制。

本发明的液体输运系统中，注射器为普通注射器，其容量为1ml至5ml均可，优选1ml的注射器。微量注射泵的流量可设定最小值为16.67pl/s，所选择的流量范围为1.5nl/s到60nl/s，本发明优选的流量范围为1.5nl/s到16.67nl/s。

本发明所述的电压控制系统，其函数发生器，可输出方波、三角波、正弦波、脉冲波，其波形的频率、幅值、占空比均可调节。优选输出方波，波形的频率从1Hz到10KHz，优选范围为1Hz至100Hz。占空比可调，范围从0.1％到99.9％，优选范围为30％到80％。电压放大器的放大倍率可以是固定，也可以是可调节的，优选倍率为1000倍，电压输出值根据针头与接收基板之间的距离的变化，其范围为1000v到5000v，优选范围为1000v到3000v。

本发明所述的针头为不锈钢针头，内径为160μm，为配合溶液且获得较大的针头直径与液滴直径的比率，所选针头的内径范围为60μm至500μm，优选尺寸为160～280μm。针头的材质可为不锈钢，也可以为玻璃或塑料，玻璃或塑料针头通过电极丝或电极片连接方式与电压控制系统连接。所述的接收基板材质可为硅片也可以为不锈钢，也可以为玻璃基板或其他柔性基板。所述的针头与接收基板之间的间距，其范围在1mm到5mm之间，其优选针头与接收基板之间的距离为1.5mm。

本发明中，通过电脑和运动控制器，控制x-y运动平台的电机，实现x-y运动平台的速度和运动方向可调。另外，通过软件或控制系统实现对z轴旋转平台的转速的调节。x-y运动平台的速度为0.1mm/s到10mm/s，优选1mm/s。z轴的转速从6rpm到600rpm，优选60rpm。设定x方向上的速度，z轴上的转速，以及底板或接收基板的半径，可实现微小液滴打印成模板时单个脉冲内不同点之间的间距可调，不同脉冲之间的间距可调以及不同行列之间打印间距的可调。

本发明中，单个液线射出所需的时间主要受到电压幅值和液体性质的影响，对于确定的液体，单个液线射出时间相对固定，因此沉积频率主要受到电压频率和泰勒锥形成时间两者影响。

在施加不同的电压频率时，泰勒锥生成时间会出现不同的大小和稳定性的差异。当电压频率较小时，泰勒锥生成时间稳定，对单个脉冲中有电场时间的影响不大；当电压频率较大时，泰勒锥生成时间变大且变得不稳定，此时单个脉冲中有电场时间较小，因此泰勒锥生成时间对最终沉积频率产生较大影响。因此，优选较低的电压频率可获得较稳定的泰勒锥生成时间，可保证沉积过程稳定高效。图3是本发明中泰勒锥形成及液线射出行为高速图像。

微液滴的沉积频率，可以通过控制电压频率来实现。单个脉冲内液滴的沉积频率受流量影响不大，主要受到电压频率的影响，随电压频率提高而减小。可通过经验公式，根据所需沉积频率计算电压频率的大小。

微液滴的尺寸，主要受到电压频率和流量两个参数的影响。当针头直径和电压幅值已经确定后，液滴的半径随电压频率的上升而下降，随流量的变大而减小。当流量小于3nl/s时，液滴打印主要受电场控制，当电压频率大于10Hz时，半径剧烈减小。当流量大于3nl/s时，流量可对振荡过程其增幅作用，液滴半径随电压频率缓慢线性减小。

本发明还提供一种使用上述批量微液滴的电流体动力制备装置的制备方法，包括以下步骤：

1)选择或调配溶液，装入注射器并固定在注射泵上；

2)根据所选溶液和打印需求，选择针头及接收基板，确定针头与接收基板之间的距离；

3)连接摄像机和显微镜头，设定摄像机的帧率和分辨率，设定电压幅值和针头的流量，测试打印效果，实时观察液体在针头处的聚集及射出情况，根据观察结果调节所设定的参数，以获得稳定的打印过程；

4)根据打印需求，选择打印频率和电压占空比，测试打印并检查打印效果。

5)根据打印所需的间距要求，选择底台运动速度和z轴旋转平台转速，开始打印，并检测分析打印效果。

进一步地，步骤(1)中的溶液是指醇类、聚合物去离子水混合溶液中一种或两种液体的混合物，醇类包括乙二醇或三甘醇，聚合物去离子水混合溶包括体积百分比2％的400000分子量的聚乙二醇去离子水溶液。

进一步地，溶液为低电导率溶液，低电导率溶液的电导率低于10^-5s/m，粘度大于12mPas且小于50mPas，表面张力大于20mN/m。

进一步地，步骤3)和步骤4)中，通过调节电压频率和流量，实现对单个脉冲内打印频率和液滴半径的控制。

与现有技术相比，本发明具有如下特点：(1)本发明所需的针头简单，成本低，使用方便，且可使用普通针头制备远小于其直径的液滴，液滴的尺寸和沉积频率可控；(2)采用静电场拉伸效应作为基本原理，可对粘性较大易堵塞针头的液体进行操作，适用打印材料的范围广；(3)通过高速相机观测系统，可观察和评估液滴行为，提高打印精度和效果；(4)可克服低电导率液体所固有的对电场反应不敏感的特点，实现高沉积频率的打印过程，配合简单的底部平台运动控制，实现丰富的模板及打印效果。

附图说明

图1是本发明实施例的批量微液滴电流体动力打印装置示意图。其中，1是注射器，2是微量注射泵，3是针头，4是接收基板，5是函数发生器，6是电压信号放大器，7是光源，8是高速摄相机，9是高倍率显微镜头，10是z轴升降平台，11是真空吸附模块，12是z轴旋转平台，13是x-y运动平台，14是底座；

图2是本发明实施例的批量微液滴电流体动力打印流程图；

图3是本发明实施例中泰勒锥形成及液线射出行为高速图像；

图4是本发明实施例的批量微液滴在接收基板上沉积形成微液滴的全局图；

图5是本发明实施例的单个脉冲下液滴沉积的微观图片。

具体实施方式

本发明提供了一种批量微液滴的电流体动力制备装置，如图1所示，包括：液体输运系统、喷射接收系统、电压控制系统、摄像系统和底部平台运动控制系统；

其中液体输送系统包括微量注射泵2和注射器1，注射器1中的液体通过注微量射泵2推送出注射器；

喷射接收系统包括针头3和接收基板4，针头3与注射器1相连，且针头3正对接收基板4，使注射器2中的液体通过针头3射出至接收基板4上；

电压控制系统包括彼此相连的电压放大器6和函数发生器5，电压放大器6与针头3连接，电压控制系统用于产生电压信号，并将电压信号输出至针头3；

摄像系统包括高倍率显微镜头9，高倍率显微镜头9用于观察针尖3的尖端处的液体形态、液线15射出行为以及沉积情况。

喷射接收系统还包括z轴升降平台10，z轴升降平台10用于调节所述针头3与接收基板4之间的距离；针头3与电压控制系统的正极相连，接收基板4与接地端相连，通过针头3输运液体，在电场作用下形成泰勒锥，并且形成稳定的液线射出，最终在按收基板上形成批量液滴的沉积。

针头3的材质为不锈钢、玻璃或塑料，当针头3的材质为玻璃或塑料时，使用金属电极、电极丝与电压控制系统相连；接收基板4的材质为不锈钢、硅片、涂覆有亲水/疏水涂层的硅片或柔性PET基板。

通过函数发生器5设定所需电压波形、电压幅值、电压占空比及电压频率，输出到电压信号放大器6放大形成施加于针头3的电压信号；函数发生器5生成的电压波形为方波、脉冲波或正弦波，电压幅值、电压占空比和电压频率均可调节，电压信号发生器6的放大倍率可调节。

摄像系统还包括高速摄像机8及光源7，高速摄相机8与高倍率显微镜头9连接，光源7同轴正对高倍率显微镜头9，高速摄相机8的帧率和分辨率及曝光时间可调，可拍摄尺度为2μm，帧率为20000帧的微观行为，摄像系统用于观察针头尖端处的液体形态、液线射出行为形态以及沉积情况。。

底台运动控制系统还包括电机驱动器和电脑控制系统，电脑控制系统与电机驱动器连接，电机驱动器分别与x-y运动平台13和z轴旋转平台12连接，通过电脑控制系统控制电机驱动器，使电机控制器控制x-y运动平台13的速度和z轴旋转平台12的转速；x-y运动平台13可向x、y方向及x、y联动方向运动，x-y运动平台13和z轴旋转平台12可联动。

本装置还包括真空吸附模块11。通过一个真空泵伸入到z轴支撑固件之中，吸附放置于底台上的接收基板(硅片，不锈钢片或其材料基板)，起吸附固定接收基板的作用，防止在底台运动时接收基板发生位移影响最终的位置精度。

本发明还提供一种批量微液滴的电流体动力制备的制备方法，包括以下步骤，如图1所示：

1)选择或调配溶液，装入注射器1并固定在微量注射泵2上；

2)根据所选溶液和打印需求，选择针头3及接收基板4，确定针头3与接收基板4之间的距离；

3)连接高速摄像机8和高倍率显微镜头9，设定高速摄像机8的帧率和分辨率，设定电压幅值和针头的流量，测试打印效果，实时观察液体在针头3处的聚集及射出情况，根据观察结果调节所设定的参数，以获得稳定的打印过程；

4)根据打印需求，选择打印频率和电压占空比，测试打印并检查打印效果。

5)根据打印所需的间距要求，选择底台运动速度和z轴旋转平台转速，开始打印，并检测分析打印效果。

其中步骤(1)中的溶液是指醇类、聚合物去离子水混合溶液中一种或两种液体的混合物，醇类包括乙二醇或三甘醇，聚合物去离子水混合溶包括体积百分比2％的400000分子量的聚乙二醇去离子水溶液。溶液为低电导率溶液，低电导率溶液的电导率低于10^-5s/m，粘度大于12mPas且小于50mPas，表面张力大于20mN/m。

在步骤3)和步骤4)中，通过调节电压频率和流量，实现对单个脉冲内打印频率和液滴半径的控制。

一种批量微液滴的电流体动力制备方法，如图2所示，包括以下步骤：

步骤一、选择合适的溶液，装入注射器并连接微量注射泵，溶液可为乙二醇，三甘醇，2％的分子量为400,000的聚乙二醇或其他粘度、表面张力和电导率适合的醇类或聚合物水溶液类的一种或几种混合物。如果是混合溶液，搅拌混溶10s至24h，静置时间0.5h到96h；

步骤二、根据溶液的粘性和打印需求，选择合适尺寸的针头及接收基板材质，确定合适的针头与接收基板之间的距离。针头的材质可为不锈钢或玻璃或其他内径均匀合适的简单针头，如果为不导电针头，采用金属电极丝或其他方式连接电压输出系统。接收基板材质可为不锈钢、硅片或涂覆有疏水、亲水或其他特殊需求涂层的硅片，以及打印电子所需的柔性基板，接收基板的尺寸不限。电导率较高时，可选择较大的针头与接收基板之间的距离，电导率较低时，选择小的针头与接收基板之间的距离。针头与接收基板之间的距离从1mm到5mm；

步骤三、连接高速相机和镜头，设定流量和电压幅值，测试打印效果，实时观察液体在针头处的聚集及射出情况，调节设定参数，获得稳定的打印过程。高速相机连接的显微镜头放大倍率为1x到10x，高速相机的帧率设定为1000帧到10000帧，分辨率为1280x800到372x768。流量选择为1nl/s到60nl/s，电压幅值1000v到5000v；

步骤四、根据打印需求，选择合适的打印频率和其他电压参数，测试打印过程并检查打印效果。不同的打印需求需要不同的打印频率，制备较大尺寸的液滴，需要打印频率小，制备较小尺寸的液滴，需要的打印频率大。打印频率从1Hz到100Hz，电压占空比从20％到80％；

步骤五、根据打印需求设定合适的底台运动速度或/和z轴旋转平台旋转速度，开始打印，并检测分析打印效果。根据测试出的打印效果，获知单个液滴打印所需的时间，根据经验公式和打印模式需求计算所需的x或y方向运动速度，以及z轴旋转平台转速。x-y运动平台速度为0.25mm/s到20mm/s，z轴旋转平台转速为6rpm到600rpm。

实施例：

步骤1、选择纯乙二醇溶液，抽取1ml装入容量为1ml的注射器1，并安装在微量注射泵上，将液体通过软管作为输送管道或直连推送至针头3的尖端处，保证液体从针头内径中挤出，不会附着在针头外壁上；

步骤2、使用不锈钢针头3，针头的内径为160μm，外径为310μm。接收基板是直径为10mm的镜面不锈钢圆盘4。接收基板与z轴旋转平台12通过真空马达11吸附固定，z轴旋转平台和x-y运动平台13连接，针头尖端与接收基板之间的距离设定为1.5mm；

步骤3、高速相机8帧率设定为10000帧，分辨率为372x768，显微镜头9的倍率设定约为8x。需要制备的液滴半径约为10μm，因此设定流量大小为1.5nl/s，电压幅值设定为2400kv；

步骤4、根据打印需求，选择合适的电压频率为10Hz，占空比为50％，根据高速相机观察到的液体变形行为和打印效果，对参数微调设定，获得更稳定的打印效果；

步骤5、x-y运动平台13沿x方向进给，速度设定为1mm/s，z轴旋转平台12转速为60rpm，根据接收基板的半径可知，边缘处的切向速度可达90mm/s。圆盘从中心位置向边缘(x方向)进给40mm，大批量打印微小液滴，单个脉冲打印频率为51Hz，沉积频率为510Hz，液滴的半径为11μm，全局打印效果如图4，单脉冲内打印效果如图5所示。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (2)

1.一种批量微液滴的电流体动力制备装置，其特征在于，包括：液体输送系统、喷射接收系统、电压控制系统、摄像系统和底部平台运动控制系统；

其中所述液体输送系统包括注射泵和注射器，所述注射器中的液体通过所述注射泵推送出所述注射器；

所述喷射接收系统包括针头和接收基板，所述针头与所述注射器相连，且所述针头正对所述接收基板，使所述注射器中的液体通过所述针头射出至所述接收基板上；

所述电压控制系统包括彼此相连的电压放大器和函数发生器，所述电压放大器与所述针头连接，所述电压控制系统用于产生电压信号，并将所述电压信号输出至所述针头；

所述摄像系统包括显微镜头，所述显微镜头用于观察所述针头的尖端处的液体形态、液线射出行为以及沉积情况；

所述底部平台运动控制系统包括彼此相连的x-y运动平台和z轴旋转平台，所述z轴旋转平台上承载有所述接收基板，所述x-y运动平台和所述z轴旋转平台的运动引起所述接收基板的运动，在所述接收基板的运动下，从所述针头射出的液线能够在所述接收基板上形成批量的微液滴；

所述微液滴为微米或亚微米级别的液滴；

所述喷射接收系统还包括z轴升降平台，所述z轴升降平台用于调节所述针头与所述接收基板之间的距离；所述针头与所述电压控制系统的正极相连，所述接收基板与接地端相连；

所述针头的材质为不锈钢、玻璃或塑料，当所述针头的材质为玻璃或塑料时，使用电极丝与所述电压控制系统相连；所述接收基板的材质为不锈钢、涂覆有亲水/疏水涂层的硅片或柔性PET基板；

通过所述函数发生器设定所需电压波形、电压幅值、电压占空比及电压频率，输出到所述电压放大器放大形成施加于所述针头的电压信号；所述函数发生器生成的所述电压波形为方波或正弦波，所述电压幅值、电压占空比和电压频率均可调节，所述电压放大器的放大倍率可调节；

所述的摄像系统还包括摄像机及光源，所述摄像机与所述显微镜头连接，所述光源同轴正对所述显微镜头，所述摄像机的帧率和分辨率及曝光时间可调，可拍摄尺度为2μm，帧率为20000帧的微观行为；

所述的底部平台运动控制系统还包括电机驱动器和电脑控制系统，所述电脑控制系统与所述电机驱动器连接，所述电机驱动器分别与所述x-y运动平台和所述z轴旋转平台连接，通过电脑控制系统控制所述电机驱动器，使所述电机驱动器控制所述x-y运动平台的速度和z轴旋转平台的转速；所述x-y运动平台可向x、y方向及x、y联动方向运动，所述x-y运动平台和所述z轴旋转平台联动。

2.一种采用权利要求1所述的制备装置制备批量微液滴的电流体动力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制溶液，装入注射器并固定在注射泵上；

2)根据所选溶液和打印需求，选择针头及接收基板，确定所述针头与所述接收基板之间的距离；

3)连接摄像机和显微镜头，设定所述摄像机的帧率和分辨率，设定电压幅值和所述针头的流量，测试打印效果，实时观察液体在所述针头处的聚集及射出情况，根据观察结果调节所设定的参数，以获得稳定的打印过程；

4)根据打印需求，选择打印频率和电压占空比，测试打印并检查打印效果；

5)根据打印所需的间距要求，选择底台运动速度和z轴旋转平台转速，开始打印，并检测分析打印效果；

步骤1)所述的溶液是指醇类、聚合物去离子水混合溶液中一种或两种液体的混合物，所述醇类包括乙二醇或三甘醇，所述聚合物去离子水混合溶液包括体积百分比2％的400000分子量的聚乙二醇去离子水溶液；

所述溶液为低电导率溶液，所述低电导率溶液的电导率低于10^-5s/m，粘度大于12mPas且小于50mPas，表面张力大于20mN/m；

步骤3)和步骤4)中，通过调节电压频率和流量，实现对单个脉冲内打印频率和液滴半径的控制。