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Accès ouvert déclaré 2025 article

Mechanisms of coffee-ring suppression in Picoliter silver nanoparticle ink droplets: Implications for printed electronics

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Rattachement africain : fr. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The coffee-ring effect (CRE) remains a major obstacle to achieving uniform functional deposits in high-resolution printed electronics, particularly for picoliter-scale droplets where evaporation dynamics are complex and poorly understood. This study demonstrates that precise control of substrate temperature is a highly effective strategy for suppressing the CRE in inkjet-printed picoliter droplets of a commercial silver nanoparticle ink. We identify a distinct morphological transition: uniform deposits form at low temperatures (20-40 °C), pronounced coffee-rings develop at intermediate temperatures (50-70 °C), and central accumulation emerges at high temperatures (>90 °C). Through a combination of experimental analysis, scaling arguments, and numerical simulations, we systematically rule out Marangoni flows and viscous dissipation as the primary suppression mechanisms at low temperatures. Instead, we show that the extended drying time at low substrate temperatures drastically reduces the Péclet number, shifting the dominant transport mechanism from outward capillary advection to inward particle diffusion. This diffusion-driven homogenization ensures uniform particle redistribution prior to immobilization. Our findings provide a robust, practical, and readily applicable thermal strategy for eliminating capillary-driven inhomogeneities, paving the way toward the reliable fabrication of high-resolution printed electronic devices with superior morphological and functional uniformity.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Mechanisms of coffee-ring suppression in Picoliter silver nanoparticle ink droplets: Implications for printed electronics
Date Crossref
01/04/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Nanomaterials and Printing TechnologiesFluid Dynamics and Thin FilmsFluid Dynamics and Heat Transfer

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