디지털 잉크젯 프린팅은 기능성 잉크를 정밀하고 대규모로, 그리고 비용 효율적으로 증착하기 위한 핵심 기술로 발전해 왔으며, 유연 전자소자 및 바이오프린팅 응용에서 상당한 진전을 가능하게 한다. 이때, 이완 시간과 모세관 시간의 비로 정의되는 Deborah number(De) 분석은 잉크의 레올로지와 잉크젯 인쇄적합성을 연계하기 위한 핵심 파라미터 역할을 한다. 그러나 폴리머를 함유한 약한 점탄성 유체의 이완 시간은 저장탄성률 및 손실탄성률에 대한 고주파 측정이 필요하다는 점 때문에 여전히 측정이 어렵다. 본 연구에서는 폴리머 기반 잉크젯 유체의 인쇄적합성을 평가하기 위한 포괄적인 Deborah number 분석을 제시한다. 피에조일렉트릭 축 방향 진동을 갖춘 압착 흐름(squeeze-flow) 레오미터를 사용하여 10^4 Hz까지 잉크의 점탄성 특성을 측정하고 탄성 및 점성 계수를 도출하였다. 이후 Maxwell 점탄성 모델을 적용하여 10^6 rad·s−1까지의 더 높은 주파수에서 잉크의 점탄성 거동을 시뮬레이션하고, 이완 시간과 결과적으로 Deborah number를 결정하였다. 본 분석은 서로 다른 폴리머 종류 및 농도를 포함하는 잉크에 대해 수행하였으며, 자체 제작한 drop watcher 시스템을 사용하여 이들의 제트 형성 성능을 평가하였다. Deborah number와 잉크젯 인쇄적합성의 상관관계를 통해 Deborah number–Weber number(We) 맵을 개발하였고, 안정적인 단일 드롭 제트 형성을 위한 최적 범위가 0.1 < De < 1 및 2 < We < 15임을 확인하였다. 본 접근법은 다양한 기능성 잉크의 인쇄적합성을 특성화하고 예측하기 위한 견고한 기반을 제공함으로써, 고도화된 인쇄 기술에서의 적용을 용이하게 한다.

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