
对于一个给定的分散系数k,根据公式和可以得到具体的分布密度函数,所以不同的分散系数k可以代表纤维不同的分布状况。根据之前的假设,纤维的分布都是围绕着参考方向旋转对称的,那么分布密度函数可以用一个二维分布图来表示,利用分布函数求得的不同打印喷嘴直径下的纤维分布情况,其中k=0 表示参考方向,也就是打印路径的方向。因此,图中水平线表示了各向同性的纤维分布,而垂直线表示了纤维的理想化排布。当分散系数在这两个极限之间时,密度函数通常是“钟形”的,例如我们实验使用的针头对应的分散系数。

与铸模而成的各向同性的水凝胶纤维复合材料相比,在墨水直写打印的样品中可以直接观察到明显的纤维排列。在一定的打印速度下,纤维受到喷嘴给予的剪切力与喷嘴的大小成反比,这反映在纤维的直观分布上:在260 μm直径喷嘴打印的样品中,纤维有着更趋向于打印方向的排布;但在1550 μm直径喷嘴打印的样品中,纤维更趋向于铸模状态的分布。因此,这些实验观察到的结果也定性地符合理论结论。我们都是采用在AAm水凝胶中掺入2.5% (w/v)木质纤维,然后通过打印或者铸模的方法构造试件,以此获得上述性能。