Name: inkjet-printed polyvinyl alcohol multilayers
Uploaded: 2017-05-11T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 11 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers at JoVE.com

Yazarlar, bu araştırmayı DIRECT (33417-239227) ve PCAP (27508-196153) projeleri kapsamında finanse ettikleri için Innovate UK&#39;i onaylamak istiyorlar. Yazarlar ayrıca, PVOH Polymers Ltd.&#39;ye, bu çalışma sırasında malzeme ve mesleki rehberlik sağladıkları için teşekkür etmeyi ve Unilever, AkzoNobel ve Carclo Technical Plastics&#39;i de desteklemelerini istemektedirler.

1. Mürekkep Formülasyonu <ol><li> 60 ° C&#39;ye ısıtılmış saf suda polivinil alkol (suda% 8 wt oranında PVOH) çözülerek IJP&#39;nin çözeltisini hazırlayın. </li><li> Çözeltiye nemlendirici olarak 10 g mono-propilen glikol (MPG) (suda ağırlıkça% 10 mono-propilen glikol) ilave edin. NOT: Nemlendiricinin rolü, baskı kafasındaki tıkanmaları önlemektir. </li><li> Homojenliği sağlamak için çözümü birkaç saat karıştırın ve ardından püskürtme memelerini engelleyebilecek partikülleri gidermek için 5 μm filtreyle filtreleyin. </li><li> Mürekkebin homojenliği, özellikle de herhangi bir sedimantasyon sıklığı için görsel olarak değerlendirilmesi. Çökme gözlenirse, çözeltiyi uzun süre (günler) karıştırın / ultra-sonike edin veya düşük molekül ağırlıklı bir PVOH ile yeni bir su bazlı solüsyonu formüle edin. NOT: Tüm sıvıları kapalı süpürgelerde oda sıcaklığında saklayın. </li></ol> 2. Mürekkep Karakterizasyonu <ol><li> Tüm mürekkep karakterini uygulaTemiz oda ortamında oda sıcaklığında ıslatma testleri. </li><li> Bir viskometre kullanarak çözeltinin viskozitesini ölçün. NOT: Bu test, formüle edilmiş mürekkebin IJP donanımı ile uyumlu olduğundan emin olmak için gereklidir. Mürekkep püskürtmeli baskı işlemi, 4-20 cP&#39;lik düşük viskoziteli bir çözeltiyi gerektirir. Mürekkebin viskozitesini bir döner viskozimetre kullanarak kayma hızının bir fonksiyonu olarak ölçün. </li><li> Sarkıt damla yöntemini kullanarak mürekkebin yüzey gerilimini oda sıcaklığında test edin. Bir gerilim ölçer gibi uygun bir ölçüm aracı kullanın. Üreticinin protokolünü kullanın. NOT: Mürekkep püskürtmeli baskı için tipik bir çözüm, 30-40 mN / m&#39;lik bir yüzey gerilimine sahiptir. </li><li> PH&#39;ı bir pH metre ile test edin. Üreticinin protokolünü kullanın. NOT: pH, su bazlı mürekkeplerde önemli bir parametredir çünkü formüle edilmiş solüsyonların özellikleri ve stabilitesi hakkında önemli bilgiler sağlar. Nötr bir çözelti pH 7, kararlı bir pBaskı kafası için iyi bir kullanım ömrü sağlar. </li><li> Sabit bir düşme deneyi yoluyla temas açısını ölçerek mürekkebin farklı yüzeylerde ıslanabilirliğini değerlendirin. Olası yüzeylerin ( örneğin cam, plastik ve kağıt) yüzey enerjisini ölçmek için bir gerilim ölçer kullanın. Gerilim ölçer üreticisi tarafından verilen protokolü kullanarak yüzey enerjisini ölçün. NOT: Damla ile alt katman arasındaki etkileşim, baskı kalitesi üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Mürekkebin alt tabakaya iyi yapışmasını sağlamak için alt tabakanın yüzey enerjisi mürekkebin yüzey gerilimini 10-15 mN / m kadar aşmalıdır. </li></ol> 3. Mürekkep Püskürtmeli Baskı NOT: Tüm mürekkep püskürtmeli baskı yatakları oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. PVOH çok tabakaları bir piezoelektrik melez mürekkep püskürtmeli baskı makinesi kullanılarak çöktürüldü. 512 memeli (256 x 2 sıra), 30 μm meme çapı ve 42 pL damlacık boyutlu bir baskı kafası kullanıldıBu çalışmada d. <ol><li> Baskıdan önce, cam yüzeyleri aseton / metanol / izopropanol ve Di su ile iyice temizleyin. Yüzeyleri bir N2 tabancasıyla kurutun. </li><li> Altlığı baskı yatağının üzerine yerleştirin ve sıkıca sabitleyin. </li><li> Kartuşu, mürekkepleri baskı kafasından akıtarak hazırlayın. Rezervuardan ve püskürtücülerden herhangi bir hava veya temizlik solüsyonunu çıkarın. </li><li> Kartuşu yazıcıya yerleştirdiniz. Baskı kafasını kafa kişilik tahtasıyla global inkjet sistemleri (GIS) baskı yöneticisine bağlayın. </li><li> Çözümü, kartuşun üzerinde bulunan 150 mL&#39;lik şırıngaya yükleyin ve şırıngayı hava geçirmez bir kapak ile kapatın. </li><li> Temizleme düğmesine basarak mürekkebi memeden temizleyin. NOT: Püskürtücü tabaka mesafesi, jet yörüngesi üzerinde ve dolayısıyla basılı patern kalitesi üzerinde güçlü bir etkiye sahiptir. Bu nedenle jet yayılımını azaltmak için yazıcının yazılımını kullanarak meme-tabaka mesafesini ayarlayın. </li><li> SetDalgaformu ve yazdırma parametrelerini GIS yazdırma yazılımı ve Tablo 2 ile ayarlayın. NOT: GIS yazılım arabirimi hem çekme hem de serbest bırakma genliği ve genişliği üzerinde kontrol sağlar. </li><li> GIS baskı yöneticisi yazılımını kullanarak yazdırmak için istediğiniz görüntü dosyasını yükleyin. </li><li> Dijital işlemi başlatın ve görüntü desenini alt tabakaya yazdırın. </li></ol> 4. Baskılı Desen Analizi <ol><li> Baskılı desenlerin kalitesini optik mikroskop kullanarak inceleyin. Basılı özelliklerdeki kusurların olup olmadığını kontrol edin ve daha fazla katman basıldığında kalitenin iyileşmesini değerlendirin. </li><li> Mürekkep püskürtmeli basılmış çok tabakalı yüzey topolojisini ve kalınlık profilini, 3D optik mikroskop ile temassız bir 3B yüzey profilometre (beyaz ışık interferometrisine dayanan) kullanarak değerlendirin. NOT: Ölçümler ve bu malzemelerin formülasyonu, baskısı ve karakterizasyonu için kullanılan araçlarla ilgili daha ayrıntılı bilgiBaskılı desenler Referans 21&#39;de sunulmuştur. </li></ol>

<ol>
	<li>Goodship, V., Jacobs, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polyvinyl+Alcohol:+Materials,+Processing+and+Applications.">Polyvinyl Alcohol: Materials, Processing and Applications.</a> Rapta Review Reports. 16, (2008).</li><li>Marin, E., Rojas, J., Ciro, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+polyvinyl+alcohol+derivatives:+Promising+materials+for+pharmaceutical+and+biomedical+applications.">A review of polyvinyl alcohol derivatives: Promising materials for pharmaceutical and biomedical applications.</a> Afr J Pharm Pharmacol. 8 (24), 674-684 (2014).</li><li>Baker, M. I., Walsh, S. P., Schwartz, Z., Boyan, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+polyvinyl+alcohol+and+its+uses+in+cartilage+and+orthopedic+applications.">A review of polyvinyl alcohol and its uses in cartilage and orthopedic applications.</a> J. Biomed. Mater. Res. Part B Appl. Biomater. 100 (5), 1451-1457 (2012).</li><li>Gaaz, T. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Properties+and+Applications+of+Polyvinyl+Alcohol,+Halloysite+Nanotubes+and+Their+Nanocomposites.">Properties and Applications of Polyvinyl Alcohol, Halloysite Nanotubes and Their Nanocomposites.</a> Molecules. 20, 22833-22847 (2015).</li><li>Birck, C., Degoutin, S., Tabary, N., Miri, V., Bacquet, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+crosslinked+cast+films+based+on+poly(vinyl+alcohol):+Preparation+and+physico-chemical+properties.">New crosslinked cast films based on poly(vinyl alcohol): Preparation and physico-chemical properties.</a> eXPRESS Poly Lett. 8 (12), 941-952 (2014).</li><li>Kitsara, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin+coating+of+hydrophilic+polymeric+films+for+enhanced+centrifugal+flow+control+by+serial+siphoning.">Spin coating of hydrophilic polymeric films for enhanced centrifugal flow control by serial siphoning.</a> Microfluid Nanofluid. 16, 691 (2014).</li><li>Supaphol, P., Chuangchote, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+electrospinning+of+poly(vinyl+alcohol)+nanofiber+mats:+A+revisit.">On the electrospinning of poly(vinyl alcohol) nanofiber mats: A revisit.</a> J. Appl. Polym. Sci. 108 (2), 969-978 (2008).</li><li>Hoath, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Links+between+Ink+rheology,+drop-on-demand+jet+formation,+and+printability.">Links between Ink rheology, drop-on-demand jet formation, and printability.</a> J Imaging Sci Technol. 53 (4), 1-8 (2009).</li><li>Pan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+development+on+preparation+of+ceramic+inks+in+ink-jet+printing.">Recent development on preparation of ceramic inks in ink-jet printing.</a> Ceram Int. 41, 12515-12528 (2015).</li><li>Kamyshny, A., Magdassi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conductive+nanomaterials+for+printed+electronics.">Conductive nanomaterials for printed electronics.</a> Small. 10 (17), 3515-3535 (2014).</li><li>Li, J., Lemme, M. C., &#214;stling, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+Printing+of+2D+Layered+Materials.">Inkjet Printing of 2D Layered Materials.</a> ChemPhysChem. 15, 3427-3434 (2014).</li><li>Choi, H. W., Zhou, T., Singh, M., Jabbour, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+developments+and+directions+in+printed+nanomaterials.">Recent developments and directions in printed nanomaterials.</a> Nanoscale. 7, 3338-3355 (2015).</li><li>Basirico, L., Cosseddu, P., Fraboni, B., Bonfiglio, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printing+of+transparent,+flexible,+organic+transistors.">Inkjet printing of transparent, flexible, organic transistors.</a> Thin Solid Films. 520 (4), 1291-1294 (2011).</li><li>Komuro, N., Takaki, S., Suzuki, K., Citterio, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printed+(bio)chemical+sensing+devices.">Inkjet printed (bio)chemical sensing devices.</a> Anal.Bioanal.Chem. 405 (17), 5785-5805 (2013).</li><li>Cherrington, R., Wood, B. M., Salaoru, I., Goodship, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+printing+of+titanium+dioxide+for+dye+sensitized+solar+cells.">Digital printing of titanium dioxide for dye sensitized solar cells.</a> J. Vis. Exp. , (2016).</li><li>Nelo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet-printed+memristor:+Printing+process+development.">Inkjet-printed memristor: Printing process development.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 52, 1-6 (2013).</li><li>Jacot-Descombes, L., Gullo, R. M., Mastrangeli, M., Cadarso, V. J., Brugger, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet-printed+SU-8+Hemispherical+Microcapsules+and+Silicon+chip+Embedding.">Inkjet-printed SU-8 Hemispherical Microcapsules and Silicon chip Embedding.</a> IET Micro &amp; Nano Letters. 8 (10), 633-636 (2013).</li><li>Martin, G. D., Hoath, S. D., Hutchings, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printing+-+the+physics+of+manipulating+liquid+jets+and+drops.">Inkjet printing - the physics of manipulating liquid jets and drops.</a> J Phys Conf Series. 105, 012001 (2008).</li><li>Derby, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printing+of+functional+and+structural+materials:+Fluid+properties+requirements,+feature+stability+and+resolution.">Inkjet printing of functional and structural materials: Fluid properties requirements, feature stability and resolution.</a> Annu. Rev. Mater. Res. 40, 395-414 (2010).</li><li>Salaoru, I., Zhou, Z., Morris, P., Gibbons, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inkjet+printing+of+polyvinyl+alcohol+multilayers+for+additive+manufacturing+applications.">Inkjet printing of polyvinyl alcohol multilayers for additive manufacturing applications.</a> J. Appl. Polym. Sci. 133, 43572 (2016).</li><li>Deegan, R. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Capillary+flow+as+the+cause+of+the+ring+stains+from+dried+liquid+drops.">Capillary flow as the cause of the ring stains from dried liquid drops.</a> Nature. 389, 827-829 (1997).</li><li>Yunker, P. J., Still, T., Lohr, M. A., Yodh, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Suppression+of+the+coffee-ring+effect+by+shape-dependent+capillary+interactions.">Suppression of the coffee-ring effect by shape-dependent capillary interactions.</a> Nature. 476, 308-311 (2011).</li><li>Famili, A., Palkar, S. A., Baldy, W. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+drop+dissimilarity+in+drop-on-demand+inkjet+devices.">First drop dissimilarity in drop-on-demand inkjet devices.</a> Phys Fluids. 23, 1-6 (2011).</li><li>Park, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prediction+of+drop-on-demand+(DOD)+pattern+size+in+pulse+voltage-applied+electrohydrodynamic+(EHD)+jet+printing+of+Ag+colloid+ink.">Prediction of drop-on-demand (DOD) pattern size in pulse voltage-applied electrohydrodynamic (EHD) jet printing of Ag colloid ink.</a> Appl. Phys. A. 117, 2225 (2014).</li></ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Bu çalışmada, mürekkep püskürtmeli baskı teknolojisinin polimer çok tabakalarını biriktirme becerisini başarıyla gösterdik. Reolojik davranış incelendi ve deneysel sonuçlar, formülasyona tabi tutulan mürekkebin psödoplastik kayma inceltme davranışını sergilediğini ortaya koydu. Ayrıca, PVOH mürekkebi nötr bir çözeltidir (pH 7) ve zamanla iyi bir kararlılık gösterir. Özellikle, IJP teknolojisinin polivinil alkol çok tabakalı yapıları üretebildiğini başarıyla gösterildi, ancak baskı kapsamındaki ve toplam kalitenin daha da geliştirilmesi gerekiyor. Bundan başka, baskılı modellerin doğruluğunu iyileştirmek için, mürekkep ve alt tabaka arasındaki etkileşimin yanı sıra bitişik tabakalar arasındaki etkileşimin daha iyi anlaşılması ve jetleme davranışının daha etkili bir şekilde kontrol edilmesi gereklidir. Talep Sona Erdi (DOD) IJP, malzemeleri depolamak için kullanılan modern bir yöntemdir ve kısa bir süre önce kapağı açtıAraştırma topluluğunun dikkatini çekti. DOD IJP teknolojisi, polimerlerden metallere ve hatta farmasötik maddelere kadar geniş bir yelpazede malzeme bulundurma kabiliyetine sahiptir. Bununla birlikte, kusursuz baskılı tabakaların bırakılması gibi birtakım zorluklar vardır; Yüksek çözünürlüklü bir desene ulaşma 26 ; Ve ince (1 μm&#39;den az) çok tabakalı yapılar üretmek. Özellikle baskılı çözünürlük çıkartılan damlaların hacmi ile tanımlanır ve şu an dağılabilecek maksimum hacim yaklaşık 1 pL&#39;dir. Bununla birlikte, yakın gelecekte daha fazla gelişme bekleniyor. Üstelik, hem mürekkep hem de baskı kafası, DOD yazdırma işleminde eşit derecede sorumludur. Örneğin mürekkep için yüzey gerilimi, viskozite ve pH gibi anahtar parametreler IJP donanımı ile uyumlu olmalıdır. Buharlaşma hızını kontrol etmek ve böylece baskılı katmanın / kağıtların tekdüzeliğini geliştirmek için bir yardımcı solvent kullanılabilir. Öte yandan, yazıcı kafası için, Dalga formu tasarımı, uygulanan darbelerin süresi ve süresi baskı sürecindeki kilit parametrelerdir. Elektronik sektöründe yeni bir strateji, çevre dostu elektronik cihazlar üretmenin yollarını belirlemektir. Bu bağlamda, 3D IJP teknolojisi, şüphesiz imalatın neden olduğu zararlı radyasyon ve ısı üretimini azaltmak ve maliyet düşürmeyi başarmak için en umut verici teknolojilerden biridir. IJP, malzeme seçimi, tasarımı ve imalatı, cihaz konfigürasyonu ve mimarisi de dahil olmak üzere elektronik cihaz üretiminin tüm sisteminde devrim yapabilir. 3D IJP teknolojisi, geleneksel üretim yoluna güvenilir bir alternatiftir ve en önemlisi, çevre üzerindeki olumsuz etkileri en aza indirgemek için proaktif bir adımdır.

Polivinil alkol yarı organik, yapay, toksik olmayan, suda çözünür, çoğu organik çözücüde çözünmez, biyolojik olarak parçalanabilir ve insan dokusunda biyolojik olarak uyumludur ve mükemmel gaz bariyeri özelliklerine sahiptir 1 . Dahası, birçok yararlı özelliği nedeniyle, PVOH çok sayıda uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde PVOH, temizlik ve deterjan ürünleri, gıda ambalaj endüstrisi, su arıtma, tekstil, tarım ve inşaat (katkı maddeleri olarak) üretiminde kullanılmaktadır 1 . Bununla birlikte, PVOH kısa bir süre önce , ilaç kullanımı 2 (ilaç verme) ve tıbbi uygulamalarda 3,4 ( örn., Yara pansuman, yumuşak kontakt lensler, göz damlası ve yumuşak klinikler değiştirme implantları) için artan miktarda ilgi uyandırmıştır. PVOH filmleri bir eriyik veya çözelti formu ile üretilir. Eriyik işleme compatSadece PVOH ile düşük hidroliz seviyeleri veya aşırı derecede plastikleşmiş PVOH ile karşılaşılabilir. Böylece, bu yolu kullanırken, bazı özellikler feda edilebilir 1 . Öte yandan, bir PVOH tabakası, damla dökümü 5 , spin kaplama 6 veya elektrospinning 7 ile çözelti formundan geçirilebilir. Bununla birlikte, bu yöntemlerin istenmeyen materyallerin atılması açısından bir takım kısıtlamaları vardır. Örneğin, spin kaplama söz konusu olduğunda, maddenin% 95&#39;inin boşa gittiği bildirilmiştir. Buna ek olarak, bu yöntemler tasarım / özellik açısından oldukça katıdır (desenlendirme yeteneği yok) ve genel işleme maliyetleri yüksektir. Geleneksel çözelti işlemesinin sınırlandırılmasının üstesinden gelmek için, mürekkep püskürtmeli baskı teknolojisinin, hem malzeme hem de uygulama üzerinde güçlü bir etkisi olan polivinil alkol (PVOH) çok katmanlı yapılar üretmek için yeni bir platform sunma potansiyelini keşfediyoruzYalan söyleme perspektifleri. İmalat sektöründeki son gelişmeler ucuz, basit, çevre dostu ve enerji tasarruflu süreçlere odaklanmıştır. Mürekkep Püskürtmeli Baskı (IJP), bu çerçevede mükemmel biçimde uyan modern bir üretim sürecidir. IJP teknolojisinin başlıca avantajları, materyal kullanımının etkinliği, dijital (maskesiz) ve katmanlı desenlendirme, geniş alan kapasitesi, katı / esnek yüzeyler ile uyumluluk ve düşük maliyettir. IJP, bir çözücü içerisinde dağılmış polimerik malzemeleri kullanan bir birikim yöntemidir. Bugüne kadar fonksiyonel polimer- 9 , seramik- 10 , iletken nanomaterial- 11 , 2D- 12 , biyolojik ve farmasötik bazlı 13 materyal başarılı bir şekilde çöktürülmüştür. Son zamanlarda, IJP&#39;nin elektronik cihazların bir parçası olarak bileşenlerin biriktirilmesine katıldığı,( 14) , sensörler ( 15) , güneş pilleri ( 16 ) ve hafıza cihazları ( 17 ) gibi elektronik ambalajlardaki ( 18) . Mürekkep, kartuş ve alt tabaka, baskı sürecinde kullanılan eşit derecede önemli bileşenlerdir. Birincisi, yüzey gerilimi ve reolojik özellikler ( yani kesilme viskozitesi) gibi mürekkebin fiziksel özellikleri baskılanabilirlik davranışında önemli bir etkiye sahiptir. Ayrıca, pH hem solüsyondaki ( ör. Kurutma, köpürme ve viskozite) hem de IJP baskı kartuşunun kullanım ömründe önemli bir rol oynamaktadır. İkincisi, kartuş için (piezoelektrik), sürüş gerilimi dalga formu aslında damla oluşumunu ve sıvı jetinin yöniyetini ve tekdüzeliğini tanımlar. Son olarak, mürekkep / substrat etkileşiminin çözünürlük ve doğruluk olarak çok iyi anlaşılması zorunludurBasılı nesnenin güçlü bir şekilde bu arayüze bağlıdır. Solvent buharlaşması, sıvıdan katıya faz değişimi ve kimyasal reaksiyonlar sıvı damlası ve alt tabaka arasında oluşan ana işlemlerdir. Mürekkep özelliklerinden düşme / alt tabaka mekanizmalarına kadar IJP&#39;de yer alan tüm hususlar Hutchings 19 ve Derby 20 tarafından incelenen makalelerde vurgulanmıştır. Bu çalışmada, IJP&#39;nin polivinil alkol çok katmanlı imalatçılarının yeteneklerini keşfediyoruz. Birincisi, PVOH su bazlı mürekkep formüle edildi ve reolojik davranış, yüzey gerilimi ve pH gibi ana fiziksel özellikler araştırıldı. Bu çalışmada piezoelektrik mürekkep püskürtmeli bir yazıcı kullanıldı ve uygun dalga formu parametreleri belirlendi. PVOH çok tabakaları basıldı ve kalite ve yüzey / kalınlık profilleri optik mikroskopi ile değerlendirildi.

<table><tbody><tr><td>Polyvinyl alcohol&amp;nbsp;</td><td>PVOH Polymers Ltd, UK</td><td>Poval 4-88</td><td></td></tr><tr><td>Mono-propylene glycol&amp;nbsp;</td><td>Sigma Aldrich, UK</td><td>W29004</td><td></td></tr><tr><td>DV2T viscometer&amp;nbsp;</td><td>Brookfield, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Attension Theta Optical Tensiometer&amp;nbsp;</td><td>Biolin Scientific, Sweden</td><td></td><td></td></tr><tr><td>HANNA pH meter&amp;nbsp;</td><td>HANNA Instruments, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>industrial Inkjet XYPrint100Z</td><td>Industrial Inkjet Ltd, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>ContourGT-K 3D optical microscope&amp;nbsp;</td><td>Bruker Corp, USA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

inkjet-printed polyvinyl alcohol multilayers

Mürekkep püskürtmeli baskı, polimer işleme için modern bir yöntemdir ve bu çalışmada, bu teknolojinin polivinil alkol (PVOH) çok tabakalı yapılar üretebildiğini göstermektedir. Bir polivinil alkol sulu çözeltisi formüle edildi. Mürekkebin, yüzey gerilimi, viskozite, pH ve zaman kararlılığı gibi içsel özellikleri araştırılmıştır. PVOH esaslı mürekkep, 39.3 mN / m bir yüzey gerilimi ve 7.5 cP&#39;lik bir viskoziteye sahip nötr bir çözeltiydi (pH 6.7). Mürekkep, düşük kesme hızlarında pseudoplastik (Newton olmayan kayma inceltme) davranış sergiledi ve genel olarak, iyi zaman stabilitesi gösterdi. Farklı substratlarda mürekkebin ıslanabilme özelliği araştırıldı ve cam, bu özel durumda en uygun alt tabaka olarak tanımlandı. Polimer çok tabakalı yapıların imalatı için tescilli bir 3B mürekkep püskürtmeli yazıcı kullanıldı. Mürekkep püskürtmeli basılmış çok katmanlıların morfolojisi, yüzey profili ve kalınlık tekdüzeliği, optik mikroskopi.

Yüzey gerilimi, viskozite / reolojik davranış, pH, ıslanma ve zaman kararlılığı gibi PVOH su bazlı mürekkebin fiziksel özellikleri araştırılmıştır. Bu çalışmada kullanılan mürekkebin viskozitesi 7.5 cP ve yüzey gerilimi 39.3 mN / m idi. Ek olarak, formüle edilmiş mürekkep nötr (pH 7) idi, sonuçlar Tablo 1&#39;de özetlenmiştir. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Mürekkep </td><td colspan="3"> Yüzey gerilimi (mN / m) </td><td colspan="3"> Viskozite (cP) 1 dak / 25 dev / dak </td><td> pH </td></tr><tr><td> PVOH_ink </td><td colspan="3"> Ortalama val. = 39.5; SE = 0.2 </td><td colspan="3"> Ortalama val. = 7.6; SE = 0.17 </td><td> 6.75 ± 0.05 * </td></tr></tbody></table><strOng&gt; Tablo 1: Mürekkebin parametreleri. Yüzey basıncı, viskozite ve pH gibi formüle edilmiş mürekkebin temel parametreleri bu tabloda listelenmiştir. Homojenliği kontrol etmek ve mürekkebin herhangi bir sedimantasyonunu veya topaklaşmasını belirlemek için çözeltinin görsel bir incelemesi gerçekleştirildi. Şekil l&#39; de görülebileceği gibi, formüle edilmiş solüsyon büyük parçacıklardan arındırılmış ve sutuk bir görünüme sahiptir. <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig1.jpg" /> Şekil 1: PVOH su bazlı mürekkep. Bu resim, formülasyondan sonra solüsyonda görünür büyük partiküllerin açıkça olmadığını göstermektedir. Üstelik, çözeltinin reolojik özelliklerinin yazdırılabilirlik davranışında çok önemli bir rol oynadığını vurgulamalı; Bu nedenle analiz edilirler. Reolojik davranış, kayma hızının bir fonksiyonu olarak viskozite ölçülerek incelendi. Şekil 2&#39;de gösterildiği gibi, viskozite, kesilme hızı arttıkça azaldı ve 1 ila 100 s -1 kesilme oranları aralığında Newton olmayan kayma inceltme davranışı gösterdi. <img alt="şekil 2" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig2.jpg" /> Şekil 2: Kayma hızının bir fonksiyonu olarak viskozite. Formüle edilmiş mürekkep, düşük kesme hızlarında pseudo-plastic / non-Newtonian shear thinning davranışı sergiler. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55093/55093fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> Mürekkebin kararlılığının baskı sırasında kaliteyi korumak için çok önemli olduğunu vurgulamak önemlidir; Böylece ortam koşullarında mürekkebin stabilitesi değerlendirildi. Tutam30 günlük süre boyunca ardışık günlük ölçümler vasıtasıyla PVOH mürekkebinin viskozitesi ve pH değerinin zamanın bir fonksiyonu olarak ölçülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Şekil 3 , hem ortalama hem de standart sapma değerlerini içeren toplanan verilerin histogramlarını göstermektedir. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig3.jpg" /> Şekil 3: PVOH su bazlı mürekkebin viskozitesinin (sol) ve pH&#39;ın (sağdaki) histogramı. Güvenilir ve tekrarlanabilir bir proses sağlamak için, mürekkebin stabilitesi araştırılmış ve sonuçlar bu resimde gösterilmiştir. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55093/55093fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakamın daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız.</a> Dahası, IJP sırasında, püskürtme süreci ( yani, mürekkebi hazneye çekip mürekkebi dışarı atmak)Memeler boyunca) elektrik potansiyelinin uygulanmasından sonra piezoelektrik zarının fiziksel deformasyonu ile tamamen kontrol edilir. Mürekkep özelliklerini ve optimum dalga boyu ayarlarıyla mürekkep püskürtme güvenilirliğinin ve tutarlılığının tamamen tanımlandığını tekrarlamak çok önemlidir. Çekme gerilimi darbesi (V D ) ve serbest bırakma darbesi (V R ) gibi optimum dalga formu parametreleri tanımlandı ve Tablo 2&#39;ye dahil edildi. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> Mürekkep </td><td> Nabız atmak </td><td></td><td> Salınım nabız </td><td></td></tr><tr><td colspan="2"></td><td> Gerilim (V) </td><td> Zaman (μs) </td><td> Gerilim (V) </td><td> Zaman (μs) </td></tr><tr><td colspan="2"> PVOH_ink </td><td> 15 </td><td> 5 </td><td> 7.5 </td&gt; <td> 10 </td></tr></tbody></table> Tablo 2: Deneyde piezoelektrik yazıcı kafasına uygulanan baskı (dalga formu) parametreleri. Çekme ve serbest bırakma darbelerinin amplitüdleri ve genişlikleri, püskürme performansları için çok önemlidir. Yüksek kaliteli bir baskılı tabaka sağlamak için uygun değerler tanımlanmalıdır. Bir başlangıç ​​noktası olarak, voltaj darbelerinin amplitüdleri / genişlikleri, hem yüzey gerilimi hem de viskozite dahil akışkanın özellikleriyle seçildi. Ardından, bir desen basıldı ve baskılı tabakaların kalitesi değerlendirildi. Ayrıca, dalga biçimi ayarları, en iyi kalite elde edilinceye kadar ayarlandı. Buna ek olarak, bırakma-alt tabaka etkileşimleri baskı kalitesi üzerinde önemli bir rol oynamaktadır. Bilindiği gibi inSubstrat yüzey enerjisi, mürekkebin yüzey gerilimi 22&#39;yi 10-15 mN / m oranında aşarsa, substrat başına k oluşur. İlk olarak, birkaç olası alt tabakanın ( örneğin, cam, plastik, elektronik kağıt ve fotoğraf kağıdı) yüzey enerjileri test edildi ve sonuçlar Tablo 3&#39;te gösterildi. Mürekkebin alt tabakayla en iyi eşleşmesini belirlemek için, test edilen alt tabakaların yüzey enerjisi ve formülasyon mürekkebinin yüzey gerilimi karşılaştırıldı ve daha ileri çalışmalar için cam kayma seçildi. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> substrat </td><td> Yüzey enerjisi (mN / m) </td></tr><tr><td colspan="2"> Cam slayt </td><td> 65 </td></tr><tr><td colspan="2"> Plastik </td><td> 51.5 </td></tr><tr><td colspan="2"> Elektronik kağıt </td><td> 50,8 </td></tr&gt; <tr><td colspan="2"> Fotoğraf kağıdı </td><td> 47.5 </td></tr></tbody></table> Tablo 3: Dört potansiyel yüzeyin yüzey serbest enerjileri. Mürekkebin alt tabakaya mükemmel yapışmasını sağlamak için, dört potansiyel alt tabakanın yüzey enerjileri belirlendi. Bu nedenle, mürekkebin substrata doğru yapışması için, mürekkebin yüzey gerilimi, 10 noktalı kuralı takip etmelidir ( yani, yüzey gerilimi, substrat yüzeyinin yüzey enerjisinden en az 10 mN / m daha düşük olmalıdır) ). Daha sonra PVOH mürekkebinin ıslatma davranışı araştırılmıştır. PVOH mürekkebi, Şekil 4&#39;te (içe resim) gösterildiği gibi, 54.5 ± 0.1 ° lik &quot;birinci temas&quot; temas açısıyla iyi bir ıslanabilirlik seviyesi gösterir (temas açısı ölçüm hassasiyeti ± 0.1 ° olarak belirtilir).Temas açısının zamanla evrimi Şekil 4&#39;te sunulmuştur; Temas açısında hafif bir azalmanın ilk 25 s&#39;de gerçekleştiği ve bundan sonra da oldukça sabit olduğu gözlemlenebilir. <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig4.jpg" /> Şekil 4: PVOH mürekkep / cam zemin için temas açısı ve zamanı. Başlangıç: cam zemin üzerine mürekkep damlacık görüntüsü. 10 ve 75 katlı PVOH&#39;nin IJP&#39;sinin optik mikrografları Şekil 5&#39;te gösterilmektedir. Çok iyi bilinen bir halka / kahve lekesi efekti 23 , 24 tarafından üretilen bir takım kusurlar, desen 10 baskı geçişi ile yapıldığında ortaya çıkmaktadır ( Şekil 5a ). Yine de, 75 tabakayı yazdırdıktan sonra kalitenin çok geliştirildiğini gözlemlemek ilginç.<html> 75 kat baskılandığında halka oluşumunun etkili şekilde bastırıldığı açıktır ( Şekil 5b ). Baskılı desenin kalitesinde gözlenen iyileşme, çözücü buharlaşma hızı / sıvı akışındaki değişikliğe ve çok sayıda örtüşen tabakalar arasındaki arayüz etkileşimindeki değişikliğe bağlı olabilir. Ek olarak, biriktirme sırasında ve bir uçucu ko-solvent kullanılarak substratın ısıtılması, bu kusurların üstesinden gelmek için iki olası yaklaşımdır. <img alt="Şekil 5" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig5.jpg" /> Şekil 5: mürekkep püskürtmeli PVOH&#39;nin (a) 10 ve (b) 75 katlı baskı geçişli optik mikrografları. Baskılı tabakaların kalitesi optik mikroskopi ile değerlendirildi. Bu resim, 10 ve 75 basılı katmanın kalitesini karşılaştırmaktadır. Resim, 75 kat baskı yapıldığında kalitenin çok daha gelişmiş olduğunu ortaya koyuyor.Ftp_upload / 55093 / 55093fig5large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Bu figürde daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen tıklayınız. &quot;Warwick&quot; logosu 100 basma geçişi ile basılmış ve daha sonra yüzey profili ve kalınlık tekdüzeliği araştırılmıştır. Şekil 6&#39;da görülebileceği gibi desenin ilk kısmı kısmen örtülmüştür. Bununla birlikte, zayıf kaplanan alanlar, baskı sürecinde &quot;ilk düşüş&quot; etkisi 25 ile bağlantılı olabilir. Beklendiği gibi bu etki aynı zamanda kalınlık tekdüzeliğini de yansıtmaktadır ( yani, kalınlık taranan alanın tamamında aynı değildir). <img alt="Şekil 6" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig6.jpg" /> Şekil 6: PVOH su bazlı mürekkep yüzeyi (sol) ve kalınlık (sağ) profillerle basılan &quot;Warwick&quot; logosu. Bu resim,Desenin ilk harfi zayıf bir şekilde kaplıdır; Bu aynı zamanda kalınlık tekdüzeliği ile de yansıtılır. Bununla birlikte, baskılı desen geri kalanı oldukça iyi görünüyor.

Watch this Scientific Journal Video about Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers at JoVE.com

Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers

Bir mürekkep püskürtmeli yazıcı, polivinil alkol çok tabakaları imal etmek için kullanıldı. Polivinil alkol su bazlı mürekkep formüle edildi ve ana fiziksel özellikler araştırıldı.

Mürekkep püskürtmeli baskılı Polivinil Alkol Çok Katmanlılar

Inkjet printing is a modern method for polymer processing, and in this work, we demonstrate that this technology is capable of producing polyvinyl alcohol ...

inkjet-printed-polyvinyl-alcohol-multilayers

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Engineering

12.5K Görüntüleme.  De Montfort University.  Bir mürekkep püskürtmeli yazıcı, polivinil alkol çok tabakaları imal etmek için kullanıldı. Polivinil alkol su bazlı mürekkep formüle edildi ve ana fiziksel özellikler araştırıldı. 

Video: Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers

Polymer Microarrays for High Throughput Discovery of Biomaterials

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a combinatorial library of materials to be screened in a parallel, high throughput format1. Herein is described the formation and characterization of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique 2. This involves mixing monomers at varied ratios to produce a library of monomer solutions, transferring the solution to a glass slide format using a robotic printing device and curing with UV irradiation. This format is readily amenable to many biological assays, including stem cell attachment and proliferation, cell sorting and low bacterial adhesion, allowing the ready identification of 'hit' materials that fulfill a specific biological criterion3-5. Furthermore, the use of high throughput surface characterization (HTSC) allows the biological performance to be correlated with physio-chemical properties, hence elucidating the biological-material interaction6. HTSC makes use of water contact angle (WCA) measurements, atomic force microscopy (AFM), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS). In particular, ToF-SIMS provides a chemically rich analysis of the sample that can be used to correlate the cell response with a molecular moiety. In some cases, the biological performance can be predicted from the ToF-SIMS spectra, demonstrating the chemical dependence of a biological-material interaction, and informing the development of hit materials5,3.

A description of the formation of a polymer microarray using an on-chip photopolymerization technique. The high throughput surface characterization using atomic force microscopy, water contact angle measurements, X-ray photoelectron spectroscopy and time of flight secondary ion mass spectrometry and a cell attachment assay is also described.

Biyomalzemelerin Yüksek Verimli Discovery için Polimer Mikroarray&#39;ler

The discovery of novel biomaterials that are optimized for a specific biological application is readily achieved using polymer microarrays, which allows a ...

Biyomühendislik

Layer-by-layer Synthesis and Transfer of Freestanding Conjugated Microporous Polymer Nanomembranes

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in combination with their outstanding thermal and chemical stability, and low densities. However, their insoluble nature causes problems in their processing since usually applied techniques such as spin coating are not available. Especially for membrane applications, where the processing of CMP as thin films is desirable, the processing problems have hindered their commercial application.
Here we describe the interfacial synthesis of CMP thin films on functionalized substrates via molecular layer-by-layer (l-b-l) synthesis. This process allows the preparation of films with desired thickness and composition and even desired composition gradients.
The use of sacrificial supports allows the preparation of freestanding membranes by dissolution of the support after the synthesis. To handle such ultra-thin freestanding membranes the protection with sacrificial coatings showed great promise, to avoid rupture of the nanomembranes. To transfer the nanomembranes to the desired substrate, the coated membranes are upfloated at the air-liquid interface and then transferred via dip coating.

In this paper we describe the interfacial synthesis of conjugated microporous polymers (CMP) on sacrificial substrates, and the dissolution of the substrate for the preparation of freestanding CMP nanomembranes. In addition, we will describe how the fragile nanomembranes can be transferred to other substrates.

Katman-katman Sentezi ve Müstakil Konjuge mikro gözenekli polimer Nanomembranlar Devri

CMP as large surface area materials have attracted growing interest recently, due to their high variability in the incorporation of functional groups in ...

Kimya

Reactive Vapor Deposition of Conjugated Polymer Films on Arbitrary Substrates

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. Conductive polymers, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) and poly(3,4-propylenedioxythiophene) (PProDOT), and a semiconducting polymer, poly(thieno[3,2-b]thiophene) (PTT), were deposited on unconventional highly-disordered and textured substrates with high surface areas, such as paper, towels and fabrics. This reported deposition chamber is an improvement of previous vapor reactors because our system can accommodate both volatile and nonvolatile monomers, such as 3,4-propylenedioxythiophene and thieno[3,2-b]thiophene. Utilization of both solid and liquid oxidants are also demonstrated. One limitation of this method is that it lacks sophisticated in situ thickness monitors. Polymer coatings made by the commonly used solution-based coating methods, such as spin-coating and surface grafting, are often not uniform or susceptible to mechanical degradation. This reported vapor phase deposition method overcomes those drawbacks and is a strong alternative to common solution-based coating methods. Notably, polymer films coated by the reported method are uniform and conformal on rough surfaces, even at a micrometer scale. This feature allows for future application of vapor deposited polymers in electronics devices on flexible and highly textured substrates.

This paper presents a protocol for reactive vapor deposition of poly(3,4-ethylenedioxythiophene), poly(3,4-propylenedioxythiophene), and poly(thieno[3,2-b]thiophene) films on glass slides and rough substrates, such as textiles and paper.

Reaktif Buhar biriktirme rasgele yüzeylerde konjuge polimer filmleri

We demonstrate a method of conformally coating conjugated polymers on arbitrary substrates using a custom-designed, low-pressure reaction chamber. ...

Fabricating Reactive Surfaces with Brush-like and Crosslinked Films of Azlactone-Functionalized Block Co-Polymers

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl dimethyl azlactone) (PGMA-b-PVDMA), are presented. Due to the high reactivity of azlactone groups towards amine, thiol, and hydroxyl groups, PGMA-b-PVDMA surfaces can be modified with secondary molecules to create chemically or biologically functionalized interfaces for a variety of applications. Previous reports of patterned PGMA-b-PVDMA interfaces have used traditional top-down patterning techniques that generate non-uniform films and poorly controlled background chemistries. Here, we describe customized patterning techniques that enable precise deposition of highly uniform PGMA-b-PVDMA films in backgrounds that are chemically inert or that have biomolecule-repellent properties. Importantly, these methods are designed to deposit PGMA-b-PVDMA films in a manner that completely preserves azlactone functionality through each processing step. Patterned films show well-controlled thicknesses that correspond to polymer brushes (~90 nm) or to highly crosslinked structures (~1-10 &#956;m). Brush patterns are generated using either the parylene lift-off or interface directed assembly methods described and are useful for precise modulation of overall chemical surface reactivity by adjusting either the PGMA-b-PVDMA pattern density or the length of the VDMA block. In contrast, the thick, crosslinked PGMA-b-PVDMA patterns are obtained using a customized micro-contact printing technique and offer the benefit of higher loading or capture of secondary material due to higher surface area to volume ratios. Detailed experimental steps, critical film characterizations, and trouble-shooting guides for each fabrication method are discussed.

Surface fabrication methods for patterned deposition of nanometer thick brushes or micron thick, crosslinked films of an azlactone block co-polymer are reported. Critical experimental steps, representative results, and limitations of each method are discussed. These methods are useful for creating functional interfaces with tailored physical features and tunable surface reactivity.

Fırça benzeri ile reaktif yüzeyler imalatı ve Azlactone Functionalized blok ortak polimerler çapraz filmleri

In this paper, fabrication methods that generate novel surfaces using the azlactone-based block co-polymer, poly (glycidyl methacrylate)-block-poly (vinyl ...

Mühendislik

Polymeric Microneedle Array Fabrication by Photolithography

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a photomask consisting of embedded micro-lenses. Embedded micro-lenses were found to influence MN geometry (sharpness). Robust MN arrays with tip diameters ranging between 41.5 &#181;m &#177; 8.4 &#181;m and 71.6 &#181;m &#177; 13.7 &#181;m, with two different lengths (1,336 &#181;m &#177; 193 &#181;m and 957 &#181;m &#177; 171 &#181;m) were fabricated. These MN arrays may provide potential applications in delivery of low molecular and macromolecular therapeutic agents through skin.

Here, we present a protocol describing a mold-free fabrication process of the polymeric microneedles by photolithography.

Fotolitografiyle polimerik Microneedle Dizi Fabrikasyon

This manuscript describes the fabrication of polymeric microneedle (MN) arrays by photolithography. It involves a simple mold-free process by using a ...

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.

Fotovoltaik uygulamalar için tüm inorganik Halide Perovskite mürekkepler baskı mürekkep püskürtmeli

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

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.

Hibrid akıllı sensörler imalatı için yazdırma

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

Multimodal 3D Printing of Phantoms to Simulate Biological Tissue

Biomedical optical imaging is playing an important role in diagnosis and treatment of various diseases. However, the accuracy and the reproducibility of an optical imaging device are greatly affected by the performance characteristics of its components, the test environment, and the operations. Therefore, it is necessary to calibrate these devices by traceable phantom standards. However, most of the currently available phantoms are homogeneous phantoms that cannot simulate multimodal and dynamic characteristics of biological tissue. Here, we show the fabrication of heterogeneous tissue-simulating phantoms using a production line integrating a spin coating module, a polyjet module, a fused deposition modeling (FDM) module, and an automatic control framework. The structural information and the optical parameters of a &#34;digital optical phantom&#34; are defined in a prototype file, imported to the production line, and fabricated layer-by-layer with sequential switch between different printing modalities. Technical capability of such a production line is exemplified by the automatic printing of skin-simulating phantoms that comprise the epidermis, dermis, subcutaneous tissue, and an embedded tumor.

Spin coating, polyjet printing, and fused deposition modeling are integrated to produce multilayered heterogeneous phantoms that simulate structural and functional properties of biological tissue.

Biyolojik Doku Simüle Etmek Için Hayaletlerin Multimodal 3D Baskısı

Biomedical optical imaging is playing an important role in diagnosis and treatment of various diseases. However, the accuracy and the reproducibility of ...

Multi-step Variable Height Photolithography for Valved Multilayer Microfluidic Devices

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to entry for non-specialists who would benefit greatly from the ability to develop their own microfluidic devices to address research questions. Particularly lacking has been the open dissemination of protocols related to photolithography, a key step in the development of a replica mold for the manufacture of polydimethylsiloxane (PDMS) devices. While the fabrication of single height silicon masters has been explored extensively in literature, fabrication steps for more complicated photolithography features necessary for many interesting device functionalities (such as feature rounding to make valve structures, multi-height single-mold patterning, or high aspect ratio definition) are often not explicitly outlined. 
Here, we provide a complete protocol for making multilayer microfluidic devices with valves and complex multi-height geometries, tunable for any application. These fabrication procedures are presented in the context of a microfluidic hydrogel bead synthesizer and demonstrate the production of droplets containing polyethylene glycol (PEG diacrylate) and a photoinitiator that can be polymerized into solid beads. This protocol and accompanying discussion provide a foundation of design principles and fabrication methods that enables development of a wide variety of microfluidic devices. The details included here should allow non-specialists to design and fabricate novel devices, thereby bringing a host of recently developed technologies to their most exciting applications in biological laboratories.

Multilayer microfluidic devices often involve the fabrication of master molds with complex geometries for functionality. This article presents a complete protocol for multi-step photolithography with valves and variable height features tunable to any application. As a demonstration, we fabricate a microfluidic droplet generator capable of producing hydrogel beads.

Ventilli Katmanlı mikroakışkan Cihazlar için çok adımlı Değişken Yükseklik Fotolitografi

Microfluidic systems have enabled powerful new approaches to high-throughput biochemical and biological analysis. However, there remains a barrier to ...

Frugal Imaging Technique of Capillary Flow Through Three-Dimensional Polymeric Printing Powders

The development of novel imaging techniques of molecular and colloidal transport, including nanoparticles, is an area of active investigation in microfluidic and millifluidic studies. With the advent of three-dimensional (3D) printing, a new domain of materials has emerged, thereby increasing the demand for novel polymers. Specifically, polymeric powders, with average particle sizes on the order of a micron, are experiencing a growing interest from academic and industrial communities. Controlling material tunability at the mesoscopic to microscopic length scales creates opportunities to develop innovative materials, such as gradient materials. Recently, a need for micron-sized polymeric powders has been growing, as clear applications for the material are developing. Three-dimensional printing provides a high-throughput process with a direct link to new applications, driving investigations into the physio-chemical and transport interactions on a mesoscale. The protocol that is discussed in this article provides a non-invasive technique to image fluid flow in packed powder beds, providing high temporal and spatial resolution while leveraging mobile technology that is readily available from mobile devices, such as smartphones. By utilizing a common mobile device, the imaging costs that would normally be associated with an optical microscope are eliminated, resulting in a frugal-science approach. The proposed protocol has successfully characterized a variety of combinations of fluids and powders, creating a diagnostic platform for quickly imaging and identifying an optimal combination of fluid and powder.

The proposed technique will provide a novel, efficient, frugal, and non-invasive approach for imaging fluidic flow through a packed powder bed, yielding high spatial and temporal resolution.

Mürekkep püskürtmeli baskılı Polivinil Alkol Çok Katmanlılar

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler

Biyomalzemelerin Yüksek Verimli Discovery için Polimer Mikroarray'ler