이 자료는 에너지 미국학과, 재료 과학 및 공학 부문 (보너스 번호 DEFG - 02 - 07ER46471)와 가벼운 소재의 DOE 에너지 연구 센터 에너지 전환의 상호 작용 (지원 업무를 기반으로 수상 번호 DE - SC0001293 ), 그리고 프레드릭 Seitz 재료 연구소 (FSMRL) 이내에 자료 Microanalysis 센터에 대한 액세스 권한에서 benefitted.

1. 소개 <ol><li> 본 논문은 1D, 2D, 그리고 직접 작성 조립을 통해 전도성 microelectrodes의 3D 프린팅을 보여줍니다. </li><li> 직접 쓰기 조립 잘 노즐을 통해 집중 잉크의 증착에 의해 1D - 투 - 3D 인쇄 구조를 구축하는 방법입니다. </li><li> 저희 시스템은 컴퓨터 제어 3 축 번역 무대, 잉크 탱크와 노즐, 및 이미징에 대한 10X 망원 렌즈 (그림 1)으로 구성되어 있습니다. </li><li> 직접 쓰기 어셈블리 집중 잉크는 그의 직경 0.1 μm의 250 (그림 2) 범위 원통형 노즐을 통해 압출하는 섬사의 인쇄 방식입니다. 특히, 점탄성 잉크의 특성으로 인해, 직접 작성 어셈블리는 자동으로 지원 스패닝 기능 (그림 3) 수 있습니다. 지금까지, 세라믹 6,7로 구성된 이들, 유기농 80-10, 11-15 금속, 고분자 16,17, 및 솔 - 겔 18,19 재료를 포함한 잉크 다양한는있다이러한 인쇄 방식 (그림 4)에 대한 개발. </li></ol> 2. 고농도 실버 nanoparticle 잉크의 준비 <ol><li> 실버 nanoparticle 잉크가 먼저 50g의 물과 40g diethanolamine (비디오 2.1)의 혼합물에 5,000 조화와 폴리 (아크릴 산)의 50,000 분자량을 해소하여 준비가되어 있습니다. </li><li> 폴리머는 은색 nanoparticles의 크기를 제어하는​​ 상한 대리인 역할을합니다. </li><li> 다음 실버 질산염의 수용액은 폴리머 솔루션으로 주입됩니다. 또한 후, 밝은 노란색 투명한 솔루션 (비디오 2.2) 얻습​​니다. </li><li> 상온에서 24 시간을위한 교반 후,이 솔루션은 전송 전자 현미경에 의해 결정 5 나노미터 직경의 은색 nanoparticles의 형성과 일치 붉은 갈색 색상 (비디오 2.3), 개발하고 있습니다. </li><li> 다음 솔루션은 65 ° C 이상 입자 성장 (비디오 2.4)에 대한 2 시간의 물을 욕조에 sonicated됩니다. </li><li> AfteR sonication은 솔루션 500 ML의 비커에 전송하고 실온으로 냉각됩니다. 그런 다음, 에탄올 300 ML 30 ML / 분 속도로 titrated 수 있습니다. 에탄올은 에이전트 상한 폴리 (아크릴산)에 대한 불쌍한 용제이기 때문에, 입자 급속 응고 및 솔루션 (비디오 2.5)에서 침전. </li><li> 뜨는을 decanting 후, 침전물은 원심 튜브에 수집되고 20 분 동안 9000 RPM (비디오 2.6)에서 centrifuged. </li><li> 이 단계 이후 ~ 85 wt %의로드 고체와 고농도 실버 nanoparticle 잉크는 (비디오 2.7) 얻습니다. </li><li> 잉크 점도와 탄성 계수를 통해 추가 제어 균질 다음, 희석에 의해 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 에틸렌 글리콜과 같은 humectant 솔루션, 잉크에 추가할 수 있습니다 다음 Thinky 균질 혼합기를 사용하여 삼분 2000 rpm으로 균질. 이 과정 후, 마젠타 색상에 푸른빛이 도는의 균일한 잉크 (비디오 2.8) 얻습니다. </li><li> TEM 이미지가 표시됩니다은색이 합성 절차 (그림 5_left)에 의해 얻어 nanoparticles. 입자는 50-50 나노미터의 크기 분포 20 NM의 의미 직경 있습니다. 인쇄 구조는 전도성을 향상시키기 위해 사후 풀림 필요합니다. 30 분 250 ° C에서 어닐링 후, 실버 nanoparticles는 전기 저항이 10 -5 Ω • cm (그림 5_bottom 오른쪽)에 접근과 전도성 microelectrodes를 형성하고 있습니다. 온도를 어닐링의 함수로 인쇄된 실버 microelectrodes의 microstructural 진화는 그림 5_top 오른쪽에 표시됩니다. 온도가 150 °에서 550 ° C 증가로서, microelectrodes은 ~ 30 %의 총 판매량의 수축과 densification을 받다 11. </li><li> 강력의 고체 로딩에 따라 잉크 레올로지은 그 printability를 결정합니다. 증가 고체로드와 잉크 점도가 증가 (그림 6). 때문에 중요한 측면 확산, concentr의 낮은 점도의 결과로 희석 잉크70 85 wt %로까지 고체 로딩과 ated 잉크는 평면 및 스패닝 잉크 필라멘트의 인쇄가 필요합니다. </li><li> 증가 고체로드와 잉크 탄성 계수가 증가 (그림 7). 고체가 증가에게 60-75 wt %를 로딩로 선형 점탄성 영역에서 탄성 계수는​​ 진도의 거의 3 명령을 오른다. 2000 아빠의 최소 탄성 계수는​​ 자체 지원 또는 기능을 스팬을 생산하는 데 필요합니다. </li></ol> 3. 직접 작성 어셈블리 <ol><li> 직접 쓰기 어셈블리가 먼저 주사기 배럴에 잉크를 로딩에 의해 수행됩니다. 증착 노즐을 장착 후 잉크 로드된 주사기 배럴은 3 축 인쇄 단계 (비디오 3.1)에 마운트됩니다. </li><li> 컴퓨터 프로그램, 선형, 평면, 복잡한 입체 구조가 쉽게 (비디오 3.2) 생성할 수를 포함하여 임의의 디자인을 사용합니다. </li><li> 다음 노즐의 높이가 10 배 줌 (비디오 3.3)와 망원경 렌즈의 도움으로 조정됩니다. </lI&gt; <li> 공기 구동 유체 분배 시스템을 사용하여 압력을 적용 후, 잉크는 제한된 인쇄 속도 (비디오 3.4)와 기판에 입금됩니다. 필요한 압력이 잉크 레올로지, 노즐 직경 및 인쇄 속도에 달려 있지만, 전형적인 값은 20-500 μm의 / s의에서 10-100 PSI를 범위 이 인쇄가 상온에서 공기에 수행됩니다. 이 인쇄 프로 시저를 사용하여, 다른 레이아웃과 크기의 비늘에서 실버 microelectrodes의 인쇄가 증명됩니다. </li><li> 예를 들어, 실리콘 웨이퍼 기판에 5 μm의 노즐에 의한 패턴 100 μm의의 중심지 - 투 - 센터 라인 간격 전도성 실버 격자의 인쇄 (비디오 3.5) 증명입니다. </li><li> 또한,이 비디오는 계층별로 레이어 인쇄 방법 (비디오 3.6)를 사용하여 30 μm의 노즐로 높은 비율 원통형 구조를 만드는 방법을 보여줍니다. </li><li> 또한, 두 유리 기판 사이에 실버 microelectrodes의 전방향 인쇄 1 mm 높이 DI에 의해 상쇄fference는 30 μm의 노즐 (비디오 3.7)를 사용하여 증명입니다. </li><li> 완전 무료 - 서, 세로 인쇄 실버 microspikes은시 웨이퍼 기판 (비디오 3.8)에 30 μm의 노즐에 의해 만들 수 있습니다. </li><li> 마지막으로,이 비디오는 10 μm의 노즐 (비디오 3.9)을 사용하여 스패닝 실버 microelectrode 직접 작성을 보여줍니다. 인쇄 기능은 최소한의 처진 또는 좌굴과 일cm에 거리를 스팬 수 있습니다. </li></ol> 4. 대표 결과 : 우리는 고도로 집중 실버 nanoparticle 잉크를 준비하고 인쇄 해상도 ~ 2 전자 및 광전자 애플 리케이션을위한 평면 및 3D 그림의 전도성 기능을 인쇄 시연 - 30 μm의. 예를 들어, 8 개의 전시이 기법의 인쇄 해상도를 그림. ~ 2 μm의 (1.4 μm의 두께)의 최소 전극 폭 인쇄 기능은 1 μm의 노즐 11을 사용하여 단일 패스에서 얻을 수 있습니다. 그림 9보기유연한에 5 μm의 노즐에 의한 패턴의 투명 전도성 은색 격자는 필름 12 polyimide. 인쇄된 격자 아래 텍스트는 명확하게 볼 수 있습니다. 이러한 투명 은색 격자는 투명 실시 산화물 (TCO) 재료에 대한 매력적인 대안 수 있습니다. 비 - 평면 기판에 등각 인쇄도이 방법에 의해 활성화됩니다. 그림 10은 3 차원 전기 소형 안테나의 등각 인쇄 보여줍니다. 100 μm의 금속 노즐은 유리의 표면 북반구 13 meander 라인 패턴을 인쇄하는 데 사용됩니다. 이러한 접근 방식은 implantable과 착용할 수있는 안테나, 전자 및 센서 등 여러 응용 프로그램을 찾을 수 있습니다. 입체 태양 전지와 발광 다이오드의 스패닝 실버 microelectrodes의 응용은 (그림 11-14) 시연하고 있습니다. 첫째, 그림 11은 실리콘 구면 껍질의 예입니다. 2 μm의 t이 얇은 필름hickness는 전방향 인쇄 14 외부 회로에 와이어 접착 수 있습니다. 이 방법은 섬세한 장치에 매우 유익 최소한의 접촉 압력을 사용합니다. 다음 그림 12은 실리콘 microribbon 요소가 33 - μm의 간격이 15로 구분되는 실리콘 태양 microcell 배열에 대한 스팬 상호를 인쇄의 예를 보여줍니다. 다음 그림 13 보여주는 실버 4별로 4 픽셀, 각 픽셀 (500 X 500 X 2.5 μm의 3이) 200 μm의 간격 11 간격입니다.와 비소 기반 LED 배열 갈륨에 대한 상호 아래 이미지는 단일 픽셀에서 6 V의 적용 바이어스에 따라 균일 붉은 빛이 방출, LED 배열을 표시합니다. 스패닝 전극을 인쇄하는 기능을 지원하거나 희생 레이어의 사용 (상단 이미지)하지 않고 다층 상호 수 있습니다. 마찬가지로 복잡한 3 차원 마이크에 대한 이미지 SEM 최종 시연, 그림 14 보여줍니다roperiodic 실버 격자는 5μm 노즐에 의해 인쇄. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig1.jpg" /> 그림 1. 직접 잉크 쓰기 장치의 광학 이미지. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig2.jpg" /> 그림 2. 섬사의 기능을 직접 잉크 쓰기. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig3.jpg" /> 그림 3. 셀프 지원 스패닝 기능을 직접 잉크 쓰기. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig4.jpg" /> 그림 4. 직접 잉크 쓰기에 대한 잉크 디자인. 집중 점탄성 잉크의 넓은 범위 microscale 기능 평면과 복잡한 3D 구조의 직접 쓰기 위해 개발되었습니다. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig5.jpg" /> 그림 5. (왼쪽) 실버 nanoparticles의 전송 전자 현미경 (TEM) 이미지. (오른쪽 상단) 어닐링 온도의 함수로 15 μm의 노즐과 패턴 실버 microelectrodes의 이미지 SEM. (아래 오른쪽) 온도 및 시간을 어닐링의 함수로 실버 microelectrodes의 전기 저항. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig6.jpg" /> 그림 6. 고체 로딩의 기능으로 실버 nanoparticle 잉크의 확실한 점도 (η). <img alt="그림 7" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig7.jpg" /> 그림 7. 고체 로딩 변화의 실버 nanoparticle 잉크에 대한 전단 응력의 ​​함수로 전단 탄성 계수 (G &#39;). <img alt="그림 8" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig8.jpg" /> 패턴 실버 microelectrodes의 평면 배열의 그림 8. SEM 이미지1 μm의 노즐과시 웨이퍼에. <img alt="그림 9" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig9.jpg" /> 그림 9. 투명 전도성 실버 격자 (왼쪽)와 라인 피치 (오른쪽)의 함수로 인쇄된 격자의 SEM 이미지의 광학 이미지. <img alt="그림 10" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig10.jpg" /> 그림 10. 반구형 유리 기판에 전기적 소형 안테나의 등각 인쇄하는 동안 촬영된 광학 이미지. <img alt="그림 11" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig11.jpg" /> 그림 11. 얇게 (2 μm의) 실리콘 구형 쉘에 걸쳐 실버 microelectrodes의 인쇄하는 동안 얻은 광학 이미지. <img alt="그림 12" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig12.jpg" /> 그림 12. 스패닝 실버 microelectrode의 SEM 이미지는 실리콘에 이렇게 인쇄고맙다 microcell 배열. <img alt="그림 13" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig13.jpg" /> 그림 13. SEM 이미지 (위)과 실버 microelectrodes으로 상호 4로 - 4 LED 칩 배열의 광학 이미지 (아래). <img alt="그림 14" src="/files/ftp_upload/3189/3189fig14.jpg" /> 그림 14. 3D microperiodic 은색 격자의 SEM 이미지.

<ol><li>Chrisey, D. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+power+of+direct+writing%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">The power of direct writing.</a> Science. 289, 879-881 (2000).</li>
<li>Sirringhaus, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+inkjet+printing+of+all-polymer+transistor+circuits%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">High-resolution inkjet printing of all-polymer transistor circuits.</a> Science. 290, 2123-2126 (2000).</li>
<li>Kim, R. -W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Waterproof+AllnGaP+optoelectronics+on+stretchable+substrates+with+applications+in+biomedicine+and+robotics%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Waterproof AllnGaP optoelectronics on stretchable substrates with applications in biomedicine and robotics.</a> Nat. Mater. 9, 929-937 (2010).</li>
<li>Lewis, J. A., Gratson, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+writing+in+three+dimensions%5BTitle%5D)+AND+%22Mater.+Today%22%5BJournal%5D)">Direct writing in three dimensions.</a> Mater. Today. 7, 32-39 (2004).</li>
<li>Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+ink+writing+of+3D+functional+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Direct ink writing of 3D functional materials.</a> Adv. Funct. Mater. 16, 2193-2204 (2006).</li>
<li>Lewis, J. A., Smay, J. E., Stuecker, J., Cesarano, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+ink+writing+of+three-dimensional+ceramic+structures%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Ceram.+Soc%22%5BJournal%5D)">Direct ink writing of three-dimensional ceramic structures.</a> J. Am. Ceram. Soc. 89, 3599-3609 (2006).</li>
<li>Smay, J. E., Gratson, G. M., Shepherd, R. F., Sesarano, J., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Directed+colloidal+assembly+of+3D+periodic+structures%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Directed colloidal assembly of 3D periodic structures.</a> Adv. Mater. 14, 1279-1283 (2002).</li>
<li>Therriault, D., White, S. R., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chaotic+mixing+in+three-dimensional+microvascular+networks+fabricated+by+direct-write+assembly%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Chaotic mixing in three-dimensional microvascular networks fabricated by direct-write assembly.</a> Nat. Mater. 2, 265-271 (2003).</li>
<li>Hansen, C. J., Wu, W., Toohey, K. S., Sottos, N. R., White, S. R., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-healing+materials+with+interpenetrating+microvascular+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Self-healing materials with interpenetrating microvascular networks.</a> Adv. Mater. 21, 4143-4147 (2009).</li>
<li>Therriault, D., Shepherd, R. F., White, S. R., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fugitive+ink+for+direct-write+assembly+of+three-dimensional+microvascular+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Fugitive ink for direct-write assembly of three-dimensional microvascular networks.</a> Adv. Mater. 17, 395-399 (2005).</li>
<li>Ahn, B. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Omnidirectional+printing+of+flexible%2C+stretchable%2C+and+spanning+silver+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Omnidirectional printing of flexible, stretchable, and spanning silver microelectrodes.</a> Science. 323, 1590-1593 (2009).</li>
<li>Ahn, B. Y., Lorang, D. J., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+conductive+grids+via+direct+writing+of+silver+nanoparticle+inks%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Transparent conductive grids via direct writing of silver nanoparticle inks.</a> Nanoscale. 3, 2700-2702 (2011).</li>
<li>Adams, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conformal+printing+of+electrically+small+antennas+on+three-dimensional+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Conformal printing of electrically small antennas on three-dimensional surfaces.</a> Adv. Mater. 23, 1335-1340 (2011).</li>
<li>Guo, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-+and+three-dimensional+folding+of+thin+film+single-crystalline+silicon+for+photovoltaic+power+applications%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Two- and three-dimensional folding of thin film single-crystalline silicon for photovoltaic power applications.</a> PNAS. 106, 20149-20154 (2009).</li>
<li>Yoon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+silicon+solar+microcells+for+semitransparent%2C+mechanically+flexible+and+microconcentrator+module+designs%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Ultrathin silicon solar microcells for semitransparent, mechanically flexible and microconcentrator module designs.</a> Nat. Mater. 7, 907-915 (2008).</li>
<li>Gratson, G. M., Xu, M., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+writing+of+three-dimensional+webs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Direct writing of three-dimensional webs.</a> Nature. 428, 386-386 (2004).</li>
<li>Lebel, L. L., Aissa, B., Khakani, M. A. E., Therriault, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultraviolet-assisted+direct-write+fabrication+of+carbon+nanotube%2Fpolymer+nanocomposite+microcoils%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Ultraviolet-assisted direct-write fabrication of carbon nanotube/polymer nanocomposite microcoils.</a> Adv. Mater. 22, 592-596 (2010).</li>
<li>Ahn, B. Y., Lorang, D. J., Duoss, E. B., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct-write+assembly+of+microperiodic+planar+and+spanning+ITO+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Commun%22%5BJournal%5D)">Direct-write assembly of microperiodic planar and spanning ITO microelectrodes.</a> Chem. Commun. 46, 7118-7120 (2010).</li>
<li>Duoss, E. B., Twardowski, M., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sol-gel+inks+for+direct-write+assembly+of+functional+oxides%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Sol-gel inks for direct-write assembly of functional oxides.</a> Adv. Mater. 19, 3485-3489 (2007).</li>
<li>Salaita, K., Wang, Y. H., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+dip-pen+nanotechnology%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Nanotech%22%5BJournal%5D)">Application of dip-pen nanotechnology.</a> Nat. Nanotech. 2, 145-155 (2007).</li>
<li>Zhang, H., Lee, K. -B., Li, Z., Mirkin, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biofunctionalized+nanoarrays+of+inorganic+structures+prepared+by+dip-pen+nanolithography%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Biofunctionalized nanoarrays of inorganic structures prepared by dip-pen nanolithography.</a> Nanotechnology. 14, 1113-1117 (2003).</li>
<li>Hung, S. -C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dip-pen+nanolithography+of+conductive+silver+traces%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Phys.+Chem.+C%22%5BJournal%5D)">Dip-pen nanolithography of conductive silver traces.</a> J. Phys. Chem. C. 114, 9672-9677 (2010).</li>
<li>Park, J. -U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+electrohydrodynamic+jet+printing%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">High-resolution electrohydrodynamic jet printing.</a> Nat. Mater. 6, 782-789 (2007).</li>
<li>Schirmer, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+ejecting+colloids+against+capillarity+from+sub-micrometer+openings%3A+On-demand+dielectrophoretic+nanoprinting%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">On ejecting colloids against capillarity from sub-micrometer openings: On-demand dielectrophoretic nanoprinting.</a> Adv. Mater. 22, 4701-4705 (2010).</li>
<li>Park, J. -U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((electrofield+liquid+jets+for+high-resolution+printing+of+charge%5BTitle%5D)+AND+%22Nano.+Lett%22%5BJournal%5D)">electrofield liquid jets for high-resolution printing of charge.</a> Nano. Lett. 10, 584-591 (2010).</li>
<li>Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct-write+assembly+of+micro-periodic+silk+fibroin+scaffolds+for+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Funct.+Mater%22%5BJournal%5D)">Direct-write assembly of micro-periodic silk fibroin scaffolds for tissue engineering applications.</a> Adv. Funct. Mater. 18, 1883-1889 (2008).</li>
<li>Barry, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct-write+assembly+of+3D+hydrogel+scaffolds+for+guided+cell+growth%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Direct-write assembly of 3D hydrogel scaffolds for guided cell growth.</a> Adv. Mater. 21, 2407-2410 (2009).</li>
<li>Shepherd, J. N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+microperiodic+hydrogel+scaffolds+for+robust+neuronal+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">3D microperiodic hydrogel scaffolds for robust neuronal cultures.</a> Adv. Mater. 21, 47-54 (2011).</li>
<li>Wu, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct-write+assembly+of+biomimetic+microvascular+networks+for+efficient+fluid+transport%5BTitle%5D)+AND+%22Soft.+Matter%22%5BJournal%5D)">Direct-write assembly of biomimetic microvascular networks for efficient fluid transport.</a> Soft. Matter. 6, 739-742 (2010).</li>
<li>Wu, W., DeConinck, A., Lewis, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Omnidirectional+Printing+of+3D+Microvascular+Networks%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Mater%22%5BJournal%5D)">Omnidirectional Printing of 3D Microvascular Networks.</a> Adv. Mater. 23, H178-H183 (2011).</li>
</ol>

관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.

이러한 잉크젯 프린팅과 같은 기존의 비말 기반 인쇄 방식은, 희석 자연과 사용되는 잉크의 낮은 점도로 인해 낮은 비율로 평면 전극의 제조로 제한됩니다. 최근 딥 - 펜 nanolithography (DPN) 20-22 및 e - 제트 인쇄 23-25는 패턴 전도성 기능에 사용되었습니다. 이 노선은 희석, 낮은 점도의 잉크를 사용합니다. Pearton 및 동료는 약 0.5 μm의 22 최대 1600 μm의의 라인 -1과 너비의 쓰기 속도로 상용 실버 nanoparticle 잉크를 입금 DPN를 사용합니다. 그러나, 큰 영역을 통해 재현할 패턴의 제작은이 방법에 의해 입증되지 않았다. 실버 nanoparticle 잉크도 ~ 1.5 μm의 25 라인 폭과 전도성 성분을 형성하기 위해 E - 제트 인쇄하여 입금했습니다. 그러나, 잉크젯 인쇄와 마찬가지로 inhomogeneous 인쇄 기능은 위성 드롭 형성와 비 균일한 드롭 D로 인해 발생할 수24,25을 rying. 집중 실버 nanoparticle 잉크의 시연으로 위, 직접 작성 어셈블리 섬사의 기반 인쇄 방식을 통해 이러한 한계를 극복. 이 기술은 1D, 2D, 3D 및 아키텍처의 생성을 허용 패스 하나에서 높은 가로 세로 비율 (H / W ≈ 1.0)과 전도성 microelectrodes의 제조 수 있습니다. 인쇄 기능의 크기는 노즐 직경, 잉크 고체로드, 적용 압력, 인쇄 속도에 따라 달라집니다. 지금까지 작은 전도성 트레이스가 ~ 2 μm의는 겸손한 속도 (&lt;2mm의 -1)에서 1 μm의 노즐을 사용하여 패턴 되었기 때문입니다. 조정으로 잉크 조성물 및 노즐 형상, 10cm의 -1을 초과하는 최대 인쇄 속도가 가능합니다. 그러나, 좋은 노즐 (&lt;5 μm의)를 사용하는 고속 인쇄 중대한 도전 남아있다. 직접 작성 어셈블리의 응용 프로그램을 입증하기 위해, 우리는 전도성 그리드, 엘 가공ectrically 작은 안테나, 태양 전지, 그리고 평면 및 스패닝 인쇄 전극 (그림 8-14)와 발광 다이오드. 특히, 우리의 접근 방법은 금속 구조물의 제작에 제한되지 않습니다. 같은 실크 피브로인, 히드로겔 및 도망자 유기 잉크를 기반으로 그 같은 다른 잉크 설계, 사용, 우리는 직접 쓰기 조립 26-30를 통해 조직 공학 및 세포 배양을위한 3D 공사장 공중 발판과 microvascular 네트워크를 구축했습니다. 미래를 향해 찾고, 많은 기회와 도전이 있습니다. 또한 진보는 새로운 잉크 디자인, 잉크 흐름 역학에 대한 좋은 모델링 및 향상된 로봇 및 제어 시스템을 필요로합니다. 높은 처리량 및 nanoscale 해상도로 3D 구조에 1D의 대형 광역 제조는 (&lt;100 nm의) 상당한 도전 남아있다.

<table border="1"><tr><td> 시약의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> 폴리 (아크릴 산) </td><td> Polysciences 주식 회사 </td><td> 06,519 </td><td> MW 5천g / 몰 </td></tr><tr><td> 폴리 (아크릴 산) </td><td> Polysciences 주식 회사 </td><td> 00,627 </td><td> MW 50,000그램 / 몰 </td></tr><tr><td> 실버 질산염 </td><td> 시그마 - 올드 리치 </td><td> 209,139 </td><td> 실버 소스 </td></tr><tr><td> Diethanolamine </td><td> 시그마 - 올드 리치 </td><td> D8885 </td><td> 환원제 / 솔벤트 </td></tr><tr><td> 에틸렌 글리콜 </td><td> 시그마 - 올드 리치 </td><td> 102,466 </td><td> Humectant </td></tr><tr><td> Sonicater </td><td> 피셔 과학 </td><td> FS30H </td><td> - </td></tr><tr><td> 원심 분리기 </td><td> 베크 만 보습 바로 앞에 달린 풀베는 날 </td><td> 아벤티 TM J - 25 I </td><td> - </td></tr><tr><td> 로봇 무대 </td><td> Aerotech 주식 회사 </td><td> ABL 900,010 </td><td> 3 축 모션 </td></tr><tr><td>주사기 배럴 </td><td> EFD 주식 회사 </td><td> 5109LBP - B </td><td> 3 ML </td></tr><tr><td> 노즐 </td><td> EFD 주식 회사 </td><td> - </td><td> ID = 0.1-250 μm의 </td></tr><tr><td> 자동 판매기 </td><td> EFD 주식 회사 </td><td> 800 </td><td> 공군력적인 </td></tr><tr><td> 디자인 소프트웨어 </td><td> 사용자 정의 설계 </td><td> - </td><td> Mingjie 쑤 </td></tr></table>

planar and three-dimensional printing of conductive inks

인쇄 전자는 유연한 또는 다차원 전자, 광전자, 그리고 1-3 생명 의학 장치를 만들 저렴한 비용, 큰 면적 제조 노선에 의존하고 있습니다. 본 논문에서는, 우리는에 초점을 한 (1D), 유연 stretchable 및까지의 microelectrodes의 형태로 전도성 금속 잉크의 2 (2D) 및 입체 (3D) 인쇄. 조립 4,5 괜찮 노즐 (- 250 μm의 ~ 0.1)를 통해 집중 잉크의 증착에 의한 단순한 라인의 복잡한 구조에 이르기까지 기능의 제조를 가능하게 1 - 투 - 3D 인쇄 기술입니다 직접 작성합니다. 이 인쇄 방법은 컴퓨터 제어 3 축 번역 무대, 잉크 탱크와 노즐 및 시각화를위한 10X 망원 렌즈로 구성되어 있습니다. 잉크젯 인쇄와는 달리, 소적 기반의 프로세스는 직접 작성 어셈블리 중 하나 - 또는 밖에서 비행기 잉크 필라멘트의 압출을 포함한다. 인쇄 필라멘트는 일반적으로 노즐 크기에 따릅니다. HencE, microscale 기능 (&lt;1 μm의)가 큰 배열과 다차원 구조로 패턴 및 조립하실 수 있습니다. 본 논문에서는, 우리는 먼저 직접 작성 조립을 통해 평면 및 3D 프린팅을위한 고도의 집중 실버 nanoparticle 잉크를 종합. 다음 그림에서 다차원 인쇄 microelectrodes을위한 표준 프로토콜이 증명됩니다. 마지막으로, 전기적 소형 안테나, 태양 전지와 발광 다이오드를 위해 인쇄 microelectrodes의 응용 프로그램은 강조 표시됩니다.

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Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

전도성 금속 잉크의 평면 및 입체 인쇄가 설명되어 있습니다. 우리의 접근 방식은 fabricating 인쇄 전자, 광전자, 그리고 microscale에서 비정상적인 레이아웃에 생물 의학 장치를위한 새로운 길을 제공합니다.

전도성 잉크의 평면 및 3 차원 인쇄

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

planar-and-three-dimensional-printing-of-conductive-inks

Research

JoVE Journal

Bioengineering

37.1K 조회수.  University of Illinois at Urbana-Champaign. 전도성 금속 잉크의 평면 및 입체 인쇄가 설명되어 있습니다. 우리의 접근 방식은 fabricating 인쇄 전자, 광전자, 그리고 microscale에서 비정상적인 레이아웃에 생물 의학 장치를위한 새로운 길을 제공합니다.

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Creating Transient Cell Membrane Pores Using a Standard Inkjet Printer

Bioprinting has a wide range of applications and significance, including tissue engineering, direct cell application therapies, and biosensor microfabrication.1-10 Recently, thermal inkjet printing has also been used for gene transfection.8,9 The thermal inkjet printing process was shown to temporarily disrupt the cell membranes without affecting cell viability. The transient pores in the membrane can be used to introduce molecules, which would otherwise be too large to pass through the membrane, into the cell cytoplasm.8,9,11
The application being demonstrated here is the use of thermal inkjet printing for the incorporation of fluorescently labeled g-actin monomers into cells. The advantage of using thermal ink-jet printing to inject molecules into cells is that the technique is relatively benign to cells.8, 12 Cell viability after printing has been shown to be similar to standard cell plating methods1,8. In addition, inkjet printing can process thousands of cells in minutes, which is much faster than manual microinjection. The pores created by printing have been shown to close within about two hours. However, there is a limit to the size of the pore created (~10 nm) with this printing technique, which limits the technique to injecting cells with small proteins and/or particles. 8,9,11
A standard HP DeskJet 500 printer was modified to allow for cell printing.3, 5, 8 The cover of the printer was removed and the paper feed mechanism was bypassed using a mechanical lever. A stage was created to allow for placement of microscope slides and coverslips directly under the print head. Ink cartridges were opened, the ink was removed and they were cleaned prior to use with cells. The printing pattern was created using standard drawing software, which then controlled the printer through a simple print command. 3T3 fibroblasts were grown to confluence, trypsinized, and then resuspended into phosphate buffered saline with soluble fluorescently labeled g-actin monomers. The cell suspension was pipetted into the ink cartridge and lines of cells were printed onto glass microscope cover slips. The live cells were imaged using fluorescence microscopy and actin was found throughout the cytoplasm. Incorporation of fluorescent actin into the cell allows for imaging of short-time cytoskeletal dynamics and is useful for a wide range of applications.13-15

A description of the methods used to convert an HP DeskJet 500 printer into a bioprinter. The printer is capable of processing living cells, which causes transient pores in the membrane. These pores can be utilized to incorporate small molecules, including fluorescent G-actin, into the printed cells.

일반 잉크젯 프린터를 사용하여 과도 세포막의 세공 만들기

Bioprinting has a wide range of applications and significance, including tissue engineering, direct cell application therapies, and biosensor ...

연구

생체공학

Human Cartilage Tissue Fabrication Using Three-dimensional Inkjet Printing Technology

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and regenerative medicine. With digital control&#160;cells, scaffolds, and growth factors can be precisely deposited to the desired two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) locations rapidly. Therefore, this technology is an ideal approach to fabricate tissues mimicking their native anatomic structures. In order to engineer cartilage with native zonal organization, extracellular matrix composition (ECM), and mechanical properties, we developed a bioprinting platform using a commercial inkjet printer with simultaneous photopolymerization capable for 3D cartilage tissue engineering. Human chondrocytes suspended in poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) were printed for 3D neocartilage construction via layer-by-layer assembly. The printed cells were fixed at their original deposited positions, supported by the surrounding scaffold in simultaneous photopolymerization. The mechanical properties of the printed tissue were similar to the native cartilage. Compared to conventional tissue fabrication, which requires longer UV exposure, the viability of the printed cells with simultaneous photopolymerization was significantly higher. Printed neocartilage demonstrated excellent glycosaminoglycan (GAG) and collagen type II production, which was consistent with gene expression. Therefore, this platform is ideal for accurate cell distribution and arrangement for anatomic tissue engineering.

The methods described in this paper show how to convert a commercial inkjet printer into a bioprinter with simultaneous UV polymerization. The printer is capable of constructing 3D tissue structure with cells and biomaterials. The study demonstrated here constructed a 3D neocartilage.

입체 잉크젯 인쇄 기술을 사용하여 인간의 연골 조직 제작

Bioprinting, which is based on thermal inkjet printing, is one of the most attractive enabling technologies in the field of tissue engineering and ...

Inkjet Printing All Inorganic Halide Perovskite Inks for Photovoltaic Applications

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are demonstrated. The ink synthesis is based on a simple wet chemical reaction and the inkjet printing protocol is a facile step by step method. The inkjet printed thin films have been characterized by X-ray diffraction, optical absorption spectroscopy, photoluminescent spectroscopy, and electronic transport measurements. X-ray diffraction of the printed quantum dot films indicates a crystal structure consistent with an orthorhombic room temperature phase with (001) orientation. In conjunction with other characterization methods, the X-ray diffraction&#160;measurements show high quality films can be obtained through the inkjet printing method.

A protocol for synthesizing inorganic-lead-halide hybrid perovskite quantum dot inks for inkjet printing and the protocol for preparing and printing the quantum dot inks in an inkjet printer with post characterization techniques are presented.

태양광 응용 프로그램에 대 한 모든 무기 할로겐 페로 잉크를 인쇄 하는 잉크젯

A method for synthesizing photoactive inorganic&#160;perovskite quantum dot inks and an inkjet printer deposition method, using the synthesized inks, are ...

화학

Hybrid Printing for the Fabrication of Smart Sensors

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, three substrates (acrylate, ceramics, and copper) are prepared. To determine the resulting material properties of these substrates, profilometer, contact angle, scanning electron microscope (SEM), and focused ion beam (FIB) measurements are done. The achievable printing resolution and suitable drop volume for each substrate are, then, found through the drop size tests. Then, layers of insulating and conductive ink are inkjet printed alternately to fabricate the target sensor structures. After each printing step, the respective layers are individually treated by photonic curing. The parameters used for the curing of each layer are adapted depending on the printed ink, as well as on the surface properties of the respective substrate. To confirm the resulting conductivity and to determine the quality of the printed surface, four-point probe and profilometer measurements are done. Finally, a measurement set-up and results achieved by such an all-printed sensor system are shown to demonstrate the achievable quality.

Here we present a protocol for the fabrication of inkjet-printed multilayer sensor structures on additively manufactured substrates and foil.

스마트 센서의 제조에 인쇄 하는 하이브리드

A method to combine additively manufactured substrates or foils and multilayer inkjet printing for the fabrication of sensor devices is presented. First, ...

공학

Viability of Bioprinted Cellular Constructs Using a Three Dispenser Cartesian Printer

Tissue engineering has centralized its focus on the construction of replacements for non-functional or damaged tissue. The utilization of three-dimensional bioprinting in tissue engineering has generated new methods for the printing of cells and matrix to fabricate biomimetic tissue constructs. The solid freeform fabrication (SFF) method developed for three-dimensional bioprinting uses an additive manufacturing approach by depositing droplets of cells and hydrogels in a layer-by-layer fashion. Bioprinting fabrication is dependent on the specific placement of biological materials into three-dimensional architectures, and the printed constructs should closely mimic the complex organization of cells and extracellular matrices in native tissue. This paper highlights the use of the Palmetto Printer, a Cartesian bioprinter, as well as the process of producing spatially organized, viable constructs while simultaneously allowing control of environmental factors. This methodology utilizes computer-aided design and computer-aided manufacturing to produce these specific and complex geometries. Finally, this approach allows for the reproducible production of fabricated constructs optimized by controllable printing parameters.

A Cartesian bioprinter was designed and fabricated to allow multi-material deposition in precise, reproducible geometries, while also allowing control of environmental factors. Utilizing the three-dimensional bioprinter, complex and viable constructs may be printed and easily reproduced.

세 디스펜서 데카르트 프린터 사용 Bioprinted 세포를 구축의 생존

Tissue engineering has centralized its focus on the construction of replacements for non-functional or damaged tissue. The utilization of ...

Automated Robotic Dispensing Technique for Surface Guidance and Bioprinting of Cells

This manuscript describes the introduction of cell guidance features followed by the direct delivery of cells to these features in a hydrogel bioink using an automated robotic dispensing system. The particular bioink was selected as it allows cells to sediment towards and sense the features. The dispensing system bioprints viable cells in hydrogel bioinks using a backpressure assisted print head. However, by replacing the print head with a sharpened stylus or scalpel, the dispensing system can also be employed to create topographical cues through surface etching. The stylus movement can be programmed in steps of 10 &#181;m in the X, Y and Z directions. The patterned grooves were able to orientate mesenchymal stem cells, influencing them to adopt an elongated morphology in alignment with the grooves&#39; direction. The patterning could be designed using plotting software in straight lines, concentric circles, and sinusoidal waves. In a subsequent procedure, fibroblasts and mesenchymal stem cells were suspended in a 2% gelatin bioink, for bioprinting in a backpressure driven extrusion printhead. The cell bearing bioink was then printed using the same programmed coordinates used for the etching. The bioprinted cells were able to sense and react to the etched features as demonstrated by their elongated orientation along the direction of the etched grooves.

This protocol describes a bioprinting methodology using an automated robotic depositing system that incorporates etched topographical guidance cues with the precision deposition of a cell bearing hydrogel bioink. The printed cells are directly delivered to the etched features and are able to sense and orientate with them.

세포의 표면지도 및 Bioprinting에 대한 자동화 된 로봇 분배 기법

This manuscript describes the introduction of cell guidance features followed by the direct delivery of cells to these features in a hydrogel bioink using ...

Elaborate Control of Inkjet Printer for Fabrication of Chip-based Supercapacitors

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage devices. To get high-quality products, however, sophisticated operation skills are required depending on the physical properties of the ink materials. In this regard, optimizing the inkjet printing parameters is as important as developing the physical properties of the ink materials. In this study, optimization of the inkjet printing software parameters is presented for fabricating a supercapacitor. Supercapacitors are attractive energy storage systems because of their high power density, long lifespan, and various applications as power sources. Supercapacitors can be used in the Internet of Things (IoT), smartphones, wearable devices, electrical vehicles (EVs), large energy storage systems, etc. The wide range of applications demands a new method that can fabricate devices in various scales. The inkjet printing method can break through the conventional fixed-size&#160;fabrication method.

This paper provides a technique for manufacturing chip-based supercapacitors using an inkjet printer. Methodologies are described in detail to synthesize inks, adjust software parameters, and analyze the electrochemical results of the manufactured supercapacitor.

There are tremendous efforts in various fields to apply the inkjet printing method for the fabrication of wearable devices, displays, and energy storage ...

Bioprinting of Cartilage and Skin Tissue Analogs Utilizing a Novel Passive Mixing Unit Technique for Bioink Precellularization

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both cartilage and skin analogs were fabricated after bioink pre-cellularization utilizing a novel passive mixing unit technique. This technique was developed with the aim to simplify the steps involved in the mixing of a cell suspension into a highly viscous bioink. The resolution of filaments deposited through bioprinting necessitates the assurance of uniformity in cell distribution prior to printing to avoid the deposition of regions without cells or retention of large cell clumps that can clog the needle. We demonstrate the ability to rapidly blend a cell suspension with a bioink prior to bioprinting of both cartilage and skin analogs. Both tissue analogs could be cultured for up to 4 weeks. Histological analysis demonstrated both cell viability and deposition of tissue specific extracellular matrix (ECM) markers such as glycosaminoglycans (GAGs) and collagen I respectively.

Cartilage and skin analogs were bioprinted using a nanocellulose-alginate based bioink. The bioinks were cellularized prior to printing via a single step passive mixing unit. The constructs were demonstrated to be uniformly cellularized, have high viability, and exhibit favorable markers of differentiation.

연골과 피부 조직 아날로그 소설 수동 Bioink Precellularization에 대 한 단위 기술 혼합을 이용 하 여 Bioprinting

Bioprinting is a powerful technique for the rapid and reproducible fabrication of constructs for tissue engineering applications. In this study, both ...

High-resolution Patterning Using Two Modes of Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand and Near-field Electrospinning

Electrohydrodynamic (EHD) jet printing has drawn attention in various fields because it can be used as a high-resolution and low-cost direct patterning tool. EHD printing uses a fluidic supplier to maintain the extruded meniscus by pushing the ink out of the nozzle tip. The electric field is then used to pull the meniscus down to the substrate to produce high-resolution patterns. Two modes of EHD printing have been used for fine patterning: continuous near-field electrospinning (NFES) and dot-based drop-on-demand (DOD) EHD printing. According to the printing modes, the requirements for the printing equipment and ink viscosity will differ. Even though two different modes can be implemented with a single EHD printer, the realization methods significantly differ in terms of ink, fluidic system, and driving voltage. Consequently, without a proper understanding of the jetting requirements and limitations, it is difficult to obtain the desired results. The purpose of this paper is to present a guideline so that inexperienced researchers can reduce the trial and error efforts to use the EHD jet for their specific research and development purposes. To demonstrate the fine-patterning implementation, we use Ag nanoparticle ink for the conductive patterning in the protocol. In addition, we also present the generalized printing guidelines that can be used for other types of ink for various fine-patterning applications.

Here, we present a protocol to produce high-resolution conductive patterns using electrohydrodynamic (EHD) jet printing. The protocol includes two modes of EHD jet printing: the continuous near-field electrospinning (NFES) and the dot-based drop-on-demand (DOD) EHD printing.

충돌기 제트의 두 가지 모드를 사용 하 여 패턴 고해상도: 수요와 근처-필드 전기에

Electrohydrodynamic (EHD) jet printing has drawn attention in various fields because it can be used as a high-resolution and low-cost direct patterning ...

Conformable Wearable Electrodes: From Fabrication to Electrophysiological Assessment

Wearable electronic devices are becoming key players in monitoring the body signals predominantly altered during physical activity tracking. Considering the growing interest in telemedicine and personalized care driven by the rise of the Internet of Things era, wearable sensors have expanded their field of application into healthcare. To ensure the collection of clinically relevant data, these devices need to establish conformable interfaces with the human body to provide high-signal-quality recordings and long-term operation. To this end, this paper presents a method to easily fabricate conformable thin tattoo- and soft textile-based sensors for their application as wearable organic electronic devices in a broad spectrum of surface electrophysiological recordings. 
The sensors are developed through a cost-effective and scalable process of cutaneous electrode patterning using poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS), the most popular conductive polymer in bioelectronics, on off-the-shelf, wearable substrates. This paper presents key steps in electrode characterization through impedance spectroscopy to investigate their performance in signal transduction when coupled with the skin. Comparative studies are required to position the performance of novel sensors with respect to the clinical gold standard. To validate the fabricated sensors' performance, this protocol shows how to perform various biosignal recordings from different configurations through a user-friendly and portable electronic setup in a laboratory environment. This methods paper will allow multiple experimental initiatives to advance the current state of the art in wearable sensors for human body health monitoring.

Two recent technologies-tattoo and textiles-have demonstrated promising results in cutaneous sensing. Here, we present the fabrication and evaluation methods of tattoo and textile electrodes for cutaneous electrophysiological sensing. These electronic interfaces made of conductive polymers outperform the existing standards in terms of comfort and sensitivity.

적합성 웨어러블 전극: 제작에서 전기생리학적 평가에 이르기까지

Wearable electronic devices are becoming key players in monitoring the body signals predominantly altered during physical activity tracking. Considering ...