چاپ‌گرهای جوهرافشان، بسیار همه‌گیر هستند؛ یکی از مزیت های این چاپ‌گرها، اندازه‌ی قطره‌های جوهر است که به راحتی بازتولید می‌شود، است؛ این قطره‌ها یک میلیارد بار کوچک‌تر از قاشق چای‌خوری هستند. به همین دلیل است که با وجود مطالعات پژوهش‌گران در چاپ نمایه‌های الکترونیکی با به کار بستن جوهرهای رسانا و ابزارهای سلولی مصنوعی، فن‌آوری جوهرافشانی، هم‌چنان جالب مانده‌است. با شبیه‌سازی و آزمایش قطره‌های جوهر می‌توان عامل ایجاد ناکاملی‌ها را شناسایی کرده و نسبت به بهبود بخشیدن به کارکرد این چاپ‌گرها اقدام نمود.

پژوهش‌گران با استفاده از شبیه‌سازی عددی قطره‌های جوهرافشان را مدل کرده‌اند. با توجه به اندازه‌ی پیکولیتری این قطره‌ها که با سرعت چند متر بر ثانیه جابه‌جا می‌شوند –که برای بیش‌تر روش‌های تصویرسازی بسیار تند است- آزمودن این مدل‌ها بسیار دشوار است. با ترفند تصویرسازی تازه‌ای که در شماره‌ی نخستین از Physical Review Applied آمده است، می‌توان با وضوح زمانی و فضایی بی‌سابقه‌ای شکل‌گیری این قطره‌ها را ثبت کرد. یک تحلیل بر حرکت سیال‌ها با شبیه‌سازی‌های عددی هم‌خوانی داشته و می‌تواند در بهینه کردن کارکرد چاپ‌گرهای جوهرافشان به کار رود.

در تصاویری که دتلف لوحسه و هم‌کارانش، از دانشگاه توئنته، در هلند، گرفته‌اند، قطره‌های روغن سیلیکونی دیده می‌شوند که از حالتی کشیده به گلوله‌های گرد تغییر شکل می‌دهند. این گروه یک فلاش لیزری واداشته (با طول زمانی ۸ نانوثانیه) را به کار بسته، و قطره‌ها را در زمان گسیل از سر یک چاپ‌گر جوهرافشان تجاری، روشن ساخته‌اند. نور عبوری، پیش از ثبت با یک دوربین سرعت بالا، با یک میکروسکوپ، بزرگ‌نمایی شده‌است. این گروه با فاصله‌های زمانی ۶۰۰ نانوثانیه‌ای تصویرهایی تهیه و تغییر شکل قطره‌ها در این تصویرها را اندازه‌گیری کرده‌اند. از همین‌جا، سرعت سیال در نقاط مختلف قطره را محاسبه نموده و دریافته‌اند که هم‌خوانی بالایی با شبیه‌سازی عددی وجود دارد. با به کار بستن این تصویرها می‌توان عامل ایجاد قطره‌های کوچک ِ ناخواسته‌ی «ماهواره‌ای» را که گاهی با قطره‌ی اصلی درست می‌شوند، شناسایی نموده و در بهبود بخشیدن به کارکرد چاپ‌گرها، از آن‌، بهره جست.

منبع:

Droplets Caught at High Speed