微结构化，特别是表面的添加剂功能化，例如导电或生物活性材料，在传感或印刷电子产品的许多应用中起着至关重要的作用。大多数情况下，光刻步骤是在将功能化表面组装到更大设备中所需的使用位置之前进行的，例如微流体通道或电子外壳。然而，如果这是不可能的，由于几何原因，大多数光刻技术都难以接近凹陷或倾斜/垂直的表面。这里提出了一种高度灵活、基于显微操作器的设置，用于导电和生物材料墨水配方的毛细管打印，可以解决各种几何形状，例如垂直、凹陷表面和堆叠 3D 支架作为难以接近的表面模型。通过选择毛细管尺寸和按需定制，可以获得从几十到几百微米的各种特征尺寸原位写入能力通过通过设置沉积的金线互连完成电路结构来证明。

过去十年见证了印刷器件的快速发展，全印刷小尺寸纳米/微机电系统（NEMS/MEMS）器件不断涌现。这些发展提高了开发直接打印技术以低成本制造这些设备并停止材料浪费的需求。随着这种增长，直接印刷技术也从令人着迷的科学好奇心转变为一种有价值、可靠且可商用的技术，在材料科学、印刷电子和生命科学等科学研究领域具有广泛的应用。印刷系统的应用包括柔性薄膜晶体管、有机发光二极管 (OLED) 阵列和晶体管，射频识别 (RFID) 和天线，摩擦纳米发电机，纳米光子电路，环境传感器，例如温度传感器，触觉传感器，二维力传感器，湿度传感器，压力传感器，生物传感器和可穿戴传感器，化学传感器, 以及各种其他生命科学应用，包括生物定位，活细胞的模式，和蛋白质组学。 所有这些设备和应用都需要在特定区域和形状中进行高精度沉积。

有许多印刷方法可以在给定的表面上添加特征，例如模板光刻，成型，压花，丝网印刷，荫罩印刷，卷对卷印刷、直写或增材制造，例如喷墨印刷，气溶胶印刷, 激光打印（烧蚀、选择性烧结或反应性化学工艺），基于电子束和聚焦离子束的打印，微接触印刷和聚合物笔光刻，纳米转移印刷，电喷雾沉积，电化学印刷, 和扫描探针光刻技术（具有不同的探针-表面相互作用机制，如机械、热、化学、蘸笔纳米光刻、氧化、偏置和磁性）。这些技术可以根据印刷方法分为接触式和非接触式印刷方法或常规和非常规印刷系统。除此之外，打印系统也可以根据技术大致分为两类：高科技和可访问技术。高科技和复杂的基于仪器的打印设置，例如市售的喷墨打印系统，价格昂贵；这些打印系统的打印机成本为 10 万欧元，而且维护成本高。对印刷技术的关注中心主要限于这些市售的高科技喷墨印刷系统。

因此，是时候开发一种低成本、可靠、易用直写印刷打印设备，卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT)展示了一种经济实惠的桌面技术，它可以将材料存放在传统打印机无法访问的地方。这种设置可以以可控的方式沉积材料，具有微米级分辨率、微米精度和最高的图案灵活性。使用此交钥匙打印设置，用户无需太多培训和帮助即可根据应用程序立即开始工作和打印。还在玻璃和 Kapton 薄膜柔性基板上展示了印刷的导电微阵列和金线。这些微点和线结构代表微电极、焊接半导体芯片以及可印刷和柔性电子产品的应用。

可以打印微结构的直观微写设备的进步可以对电路等进行图案化。该设置具有一个机械臂来固定微笔，将墨水沉积在表面上，就像用钢笔手写一样。

在《Review of Scientific Instruments》（“用于印刷电子和设备功能化中灵活按需材料沉积的高精度桌面微型绘图仪”）中，来自德国和中国的研究人员概述了灵活且易于使用的微型笔设置的开发，能够直接在表面上书写到微精确的水平。