基于电液耦合原理的静电纺丝直写可按需喷印多种材料，实现高精度图案化沉积，被认为是一种极具潜力的微纳增材制造技术。现有的静电纺丝供液存在时滞长、压阻幅度大等问题，无法满足电纺直写的连续、稳定、响应快速的液体输运需求，制约了其在微纳制造领域的应用与发展。因此，本文以电纺直写供液为目标，展开了对微尺度包轴效应、微纳流体包轴输运以及强电场作用下的包轴效应的研究，探索了基于液体包轴输运的电纺直写技术在微纳制造、柔性电子领域中的应用。为此，围绕这几个关键问题开展了如下研究工作:　　搭建包轴效应供液装置，实现了针芯高精度对中装配，获取针芯振幅小于10μm稳定旋转运动，达到直写的供液要求。从实验和理论研究宏—微尺度包轴效应，分析不同溶液、转轴转速等对包轴效应的影响。研究结果表明，微尺度下稳态包轴效应源于剪切作用产生的包轴爬升力，是表面张力、包轴爬升力、离心力耦合作用结果，其中针芯最大转速～1/√R（R为针芯半径），包轴爬升力Nzz～ω2(R/r)4/n、离心力F～ρω2 R4/n r4/n-1（r为液面与转轴中心的距离，n是流体的非牛顿指数，ρ为流体密度，针芯转速ω）。　　研究分析了宏—微尺度包轴效应中的表面张力作用。实验结果显示，表面张力对宏观包轴效应影响远小于微尺度包轴效应。通过调节活性剂浓度、管道内径、针芯直径和表面特性等参数，改变表面张力大小、接触角和液面倾角，探究其在包轴效应和包轴输运中的作用。研究发现，表面张力是微尺度包轴形貌和供液速度的重要影响因素，也是微尺度管芯结构实现稳定长距离液体包轴输运的关键。为更清晰地了解管道内部的包轴效应中剪切流变作用，提出微尺度双杆结构（管芯结构的简化）包轴效应，实现微流体无管输运，大幅提高液体输运效率。考察溶液浓度、针芯转速、双杆间距及针芯直径等参数对包轴效应的影响，研究双杆包轴效应中表面张力和剪切力的作用。对管芯结构中剪切流变行为的理论和实验进行研究，得到该结构中包轴爬升力N～ω2/[n(1-2A2/n)2]（其中A为针芯直径与管道内径的比值），供液速度Q～(1-A）2+1/n/(1-2A2/n)，与针芯转速成正比。从理论和实验上证实了管芯结构能实现精确、稳定、快响应的液体包轴输运。此外，对电场强度、针芯旋转速度和管道内径等工艺参数对射流的影响进行了分析，实验和仿真研究了剪切流变作用与稳态射流之间的相互关系。　　首次研究基于液体包轴输运的电纺直写技术在石墨烯喷印领域的应用。微尺度液体包轴输运将石墨烯墨水制造和沉积融为一体，避免石墨烯团聚现象，提高了石墨烯的产率和质量。调整各项工艺参数，图案化沉积100～1000μm线宽的高电导率石墨烯复合材料薄膜，制备压力、湿度敏感单元并验证其性能。为柔性基材上石墨烯结构制备提供了一种新技术。