Проблема кофейного кольца

Когда капля чернил высыхает на поверхности, частицы внутри неё стремятся к краям — так же, как кофейное пятно оставляет тёмное кольцо после высыхания. Для прецизионной струйной печати электронных устройств этот эффект критически нежелателен: неравномерное распределение частиц искажает электрические свойства напечатанных структур.

Традиционный способ борьбы с «кофейным кольцом» — добавление поверхностно-активных вещёств, изменяющих натяжение на поверхности капли. Однако эти добавки остаются в плёнке после испарения растворителя и могут негативно влиять на характеристики готового устройства.

Решение без примесей

Исследователи Токийского столичного университета под руководством профессора Арата Канэко предложили принципиально иной подход, представленный в журнале *Nano Energy* в июле 2026 года. Вместо химических модификаторов они диспергировали в суспензии наночастиц кремния ультрамелкие — нанометровые — пузырьки газа.

Ключевой результат: изменяя концентрацию пузырьков в капле, команда смогла кардинально менять форму напечатанной плёнки — от кольцеобразной до равномерно распределённой — без каких-либо химических добавок. Пузырьки испаряются вместе с растворителем, не оставляя следов.

Механизм управления сушкой

Нанопузырьки изменяют динамику течения внутри высыхающей капли: они влияют на конвекционные потоки, которые обычно несут частицы к краям. Чем выше концентрация пузырьков, тем более равномерным становится итоговый осадок.

Исследователи полагают, что этот подход особенно ценен для производства микроэлектронных устройств, где остаточные примеси традиционно были серьёзной проблемой. Среди перспектив применения — органические транзисторы, сенсоры, гибкая электроника и дисплеи.

Читайте также по теме: новых технологиях для материалов.

Предстоящие работы включают тестирование метода на других системах наночастиц и субстратах, а также оценку масштабируемости для промышленного производства.