采用2對DPN技術(shù)機(jī)理的新進(jìn)展研究分子傳輸過程中實驗條件的影響自然狀態(tài)下進(jìn)行DPN實驗時，空氣和基底上的水分會聚集在AFM針尖和基底之間，形成水的半月板。故很多情況下，水的半月板作為“墨水”分子從針尖到基底的傳輸媒介。如上文所述，基底上形成的圖案受到濕度、針尖與基底接觸時間和針尖在基底上書寫速度等因素的影響。對濕度的影響，一些研究者認(rèn)為某些情況下水的半月板在“墨水”分子傳輸過程中并不起作用，他們在濕度為0.0%時在基底上得到了穩(wěn)定的圖案。但是很多情況下，由于半月板的存在，實驗結(jié)果會受到濕度影響。一方面，增大濕度時增大了水的半月板的體積，故增加了傳輸“墨水”分子的量;另一方面，水層阻礙了分子在基底上的吸附，從而對其傳輸有阻礙作用。在這兩方面因素的競爭下，不同分子受到的影響不同。進(jìn)一步定量地講，濕度的影響在于它通過改變半月板的高度h而影響與針尖的接觸面積。實驗和理論均可以說明，增大濕度時，點(diǎn)的大小與半月板高度之間的關(guān)系逐漸從轉(zhuǎn)變?yōu)榕ch成線性關(guān)系，最終變?yōu)榕ch2有線性關(guān)系。

　　另外，針尖與基底接觸時間對形成點(diǎn)的大小有影響。當(dāng)針尖與基底相對靜止時，由于“墨水”分子的自由擴(kuò)散，會在基底上形成圓形點(diǎn)的圖案。在許多實驗中都發(fā)現(xiàn)，形成點(diǎn)的半徑或直徑與針尖和基底接觸時間的平方根成線性關(guān)系。利用二維擴(kuò)散模型，可以得到點(diǎn)半徑R(t)的如下公式。在沉積速度較小和較大時分別有其中t為時間，n為單位時間內(nèi)沉積的“墨水”分子數(shù)，ρ為分子單層的密度，D為擴(kuò)散系數(shù)。從上面兩式可以看出，在兩種情況下，點(diǎn)的半徑與接觸時間的平方根均成線性關(guān)系。

　　進(jìn)一步地，可以建立三維模型并利用MonteCarlo模擬對濕度和針尖浸潤性的影響進(jìn)行研究。采用與二維模型中相同的計算方法，可以得到不同浸潤性的針尖的力-距離曲線。結(jié)果顯示，在各種濕度下，對親水的針尖，針尖與基底間距h=2l時能量最低，且隨間距增大吸引力逐漸減小，系統(tǒng)趨于不穩(wěn)定;而對憎水的針尖，只有h=2l時作用力表現(xiàn)為吸引力，此時在針尖與基底之間形成分子單層，而在其它情況下均不形成水的半月板。

　　利用三維模型得到的力一距離曲線對水的半月板的研究當(dāng)對不揮發(fā)性“墨水”分子傳輸時，水的半月板是一個必不可少的條件。因此研究水的半月板的形成具有更重要的意義。利用NaCl為基底可以對水的半月板進(jìn)行研究，通過觀察在水的半月板處NaCl表面的溶解情況，可以判斷水的半月板是否形成及其形狀。實驗發(fā)現(xiàn)不管針尖親水性如何，除了在超高真空條件下，在各種濕度時都有水的半月板形成。實驗中還觀察到，拉脫力隨著濕度的降低而降低。

　　另外，對水的半月板的寬度的最小極限的研究是一個很有意義的課題，因為這將從理論上確定DPN技術(shù)分辨率的極限。利用MonteCarlo模擬可以計算出不同濕度和針尖與基底間距時的半月板寬度，得出了半月板寬度是由針尖與基底的接觸半徑?jīng)Q定的結(jié)論。在最尖的針尖極限情況下，這時針尖只有一個分子與基底接觸，計算出半月板寬度最小為5分子直徑大小，約1.9納米，這同時也決定了DPN技術(shù)分辨率的極限。

　　3DPN技術(shù)研究的前景與微接觸印刷、納米印刻印刷等近年來發(fā)展起的印刷技術(shù)相比，DPN技術(shù)具有其高分辨率、定位準(zhǔn)確和直接書寫等優(yōu)點(diǎn)。但同時它也有圖案的穩(wěn)定性較弱和書寫速度較慢的缺點(diǎn)。為提高其書寫速度，可以用多針尖系統(tǒng)來代替單個針尖，使用AFM針尖的陣列在基底上書寫，這種平行DPN技術(shù)將是最近和今后的一個發(fā)展熱點(diǎn)。與此同時，關(guān)于DPN技術(shù)理論的研究仍然存在一些問題還未解決。AFM針尖的光滑度和形狀對水的半月板有何影響“墨水”分子是怎么在基底表面上自組裝成分子單層的。通過這種方式組裝成的與其它方法制備的分子單層物理化學(xué)性質(zhì)有何不同。通過對這一系列問題的研究，我們對DPN技術(shù)將有一個更為深入的了解。