Name: high-resolution patterning using two modes of electrohydrodynamic jet: drop on demand and near-field electrospinning
Uploaded: 2018-07-10T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Patterning Using Two Modes of Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand and Near-field Electrospinning at JoVE.com

이 연구는 기본 과학 연구 프로그램 통해 국립 연구 재단의 한국 (NRF) 한국, 교육부 (2016R1D1A1B01006801)에 의해 자금 지원 및 순천 향 대학 연구 기금에 의해 부분적으로 지원 .

전에 어떤 잉크를 사용 하 여 청소 솔루션, 건강 및 안전 목적을 위해 물질 안전 데이터 시트 (MSDS)를 참조 하십시오.
1. 드롭-온-디맨드 충돌기 제트 인쇄 실버 나노 잉크를 사용 하 여
<ol><li>EHD 인쇄 시스템의 잉크 저수지에서 필터링 된은 나노 입자 (AgNP) 잉크를 입력 합니다. 참고: 상용 AgNP 잉크는 잉크젯 목적을 위해 사용할 수 있습니다. 잉크는 약 10의 점도 있어야 cP와 20?...

<ol>
	<li>Onses, M. S., Sutanto, E., Ferreira, P. M., Alleyne, A. G., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms,+Capabilities,+and+Applications+of+High-Resolution+Electrohydrodynamic+Jet+Printing.">Mechanisms, Capabilities, and Applications of High-Resolution Electrohydrodynamic Jet Printing.</a> Small. 11 (34), 4237-4266 (2015).</li><li>Jaworek, A., Krupa, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Classification+of+the+modes+of+EHD+spraying.">Classification of the modes of EHD spraying.</a> Journal of Aerosol Science. 30 (93), 873-893 (1999).</li><li>Lee, A., Jin, H., Dang, H. W., Choi, K. H., Ahn, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimization+of+experimental+parameters+to+determine+the+jetting+regimes+in+electrohydrodynamic+printing.">Optimization of experimental parameters to determine the jetting regimes in electrohydrodynamic printing.</a> Langmuir. 29 (44), 13630-13639 (2013).</li><li>Sun, D., Chang, C., Li, S., Lin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-field+electrospinning.">Near-field electrospinning.</a> Nano Letters. 6 (4), 839-842 (2006).</li><li>Pan, C. -. T., Tsai, K. -. C., Wang, S. -. Y., Yen, C. -. K., Lin, Y. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-Area+Piezoelectric+PVDF+Fibers+Fabricated+by+Near-Field+Electrospinning+with+Multi-Spinneret+Structures.">Large-Area Piezoelectric PVDF Fibers Fabricated by Near-Field Electrospinning with Multi-Spinneret Structures.</a> Micromachines. 8 (4), (2017).</li><li>Mishra, S., Barton, K. L., Alleyne, A. G., Ferreira, P. M., Rogers, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-speed+and+drop-on-demand+printing+with+a+pulsed+electrohydrodynamic+jet.">High-speed and drop-on-demand printing with a pulsed electrohydrodynamic jet.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 20 (9), (2010).</li><li>Kwon, K. S., Lee, D. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+pulse+voltage+shape+effects+on+electrohydrodynamic+jets+using+a+vision+measurement+technique.">Investigation of pulse voltage shape effects on electrohydrodynamic jets using a vision measurement technique.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (6), (2013).</li><li>Chen, C. H., Saville, D. A., Aksay, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+laws+for+pulsed+electrohydrodynamic+drop+formation.">Scaling laws for pulsed electrohydrodynamic drop formation.</a> Applied Physics Letters. 89, (2006).</li><li>Sung, K., Lee, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+influencing+liquid+breakup+in+electrohydrodynamic+atomization.">Factors influencing liquid breakup in electrohydrodynamic atomization.</a> Journal of Applied Physics. 96 (7), 3956-3961 (2004).</li><li>Kim, J. H., Oh, H. C., Kim, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrohydrodynamic+drop-on-demand+patterning+in+pulsed+cone-jet+mode+at+various+frequencies.">Electrohydrodynamic drop-on-demand patterning in pulsed cone-jet mode at various frequencies.</a> Journal of Aerosol Science. 39 (9), 819-825 (2007).</li><li>Phung, T. H., Kim, S., Kwon, K. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high+speed+electrohydrodynamic+(EHD)+jet+printing+method+for+line+printing.">A high speed electrohydrodynamic (EHD) jet printing method for line printing.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 27, (2017).</li><li>Teo, W. E., Ramakrishna, S. <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+on+electrospinning+design+and+nano+fiber+assemblies.">A review on electrospinning design and nano fiber assemblies.</a> Nanotechnology. 17, R89-R106 (2006).</li><li>Tang, Y., 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=Highly+relective+nanofiber+films+based+on+electrospinning+and+their+application+on+color+uniformity+and+luminous+efficacy.">Highly relective nanofiber films based on electrospinning and their application on color uniformity and luminous efficacy.</a> Optics Express. 25, 20598-20611 (2017).</li><li>Huebner, G., Zapka, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparing+inkjet+with+other+printing+processes+and+mainly+screen+printing.">Comparing inkjet with other printing processes and mainly screen printing.</a> Handbook of Industrial Inkjet Printing - A Full System Approach. 1, 7-22 (2018).</li><li>Li, 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=Electrospun+protein+fibers+as+matrices+for+tissue+engineering.">Electrospun protein fibers as matrices for tissue engineering.</a> Biomaterials. 26, 5999-6008 (2005).</li><li>Bhardwaj, N., Kundu, C. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrospinning:+A+fascinating+fiber+fabrication+technique.">Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique.</a> Biotechnology Advances. 28, 325-347 (2010).</li><li>He, X., 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=Near-Field+Electrospinning:+Progress+and+Applications.">Near-Field Electrospinning: Progress and Applications.</a> The Journal of Physical Chemistry C. 121, 8663-8678 (2017).</li><li>Yang, T. L., 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=Synthesis+and+fabrication+of+silver+nanowires+embedded+in+PVP+fibers+by+near-field+electrospinning+process.">Synthesis and fabrication of silver nanowires embedded in PVP fibers by near-field electrospinning process.</a> Optical Materials. 39, 118-124 (2015).</li><li>Chang, C., Limkrailassiri, K., Lin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+near-field+electrospinning+for+large+area+deposition+of+orderly+nanofiber+patterns.">Continuous near-field electrospinning for large area deposition of orderly nanofiber patterns.</a> Applied Physics Letters. 93 (12), (2008).</li></ol>

이 프로토콜에서 우리는 두 모드와 AgNP 잉크를 사용 하 여 좋은 패턴을 인쇄에 초점: 국방부 EHD 인쇄 및 NFES. 그러나, 응용 프로그램을 인쇄 하는 EHD 제트 AgNP를 사용 하 여 전도성 잉크에 국한 되지 않습니다. 여기, 우리는 잉크, 시스템 구성 및 다양 한 미세 패턴 응용 프로그램에 대 한 인쇄 EHD jet를 사용 하는 데 필요한 다른 인쇄 매개 변수 선택에 대 한 일반적인 지침을 설명 합니다.
<p class="jov...

EHD 제트 인쇄 널리 사용 되었습니다 인쇄 전자, 생명 공학, 첨단된 소재 응용 등 다양 한 분야에서 고해상도 저가 직접1패턴화 할 수 있기 때문에. 인쇄 선 두께 또는 인쇄 도트 크기 수 줄일 수 1 µ m는 기존 piezo 기반 잉크젯 인쇄1의 그것 보다 훨씬 작습니다.
EHD 인쇄 잉크 (또는 초승달 모양)의 작은 부분 밀어 노즐 팁 및 흐름 속도1,2,3,,45 또는 긍정적인 기 압1에 의해 유지 ,,67. 밀어낸된 초승달 모양 충전 하 고 수 있습니다 쉽게 의해 내려 오게 될 노즐 팁에서 기판에 전기 분야, 그림 1에서 보듯이. 원뿔 초승달 노즐 크기 보다 훨씬 얇은 잉크 스트림 생산 제트, 동안 형성 된다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig1.jpg"> 그림 1: EHD 인쇄. 그림 EHD 제트 인쇄의 원리입니다. 잉크를 통해 압력을 밀어은 노즐에서 압출된 초승달을 형성 하는 전기 분야를 통해 뽑아. 다음, 충전된 잉크 기판 통해 DC 또는 펄스 전압을 쉽게 jetted 될 수 있습니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57846/57846fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
단일 EHD 프린터는 두 가지 모드, 근처-필드 전기 (NFES), 드롭-온-디맨드 (국방부) EHD jet 인쇄에 사용할 수 있습니다, 비록 실현 방법을 크게 다를 잉크, 유체 시스템, 및 운전 전압1 , 2 , 3. NFES4,5 는 상대적으로 높은 점성 잉크를 사용 하는 예를 들어 [1000 centipoises (cP)] 1 m/s까지 고속 인쇄와 연속 마이크로 라인 패턴을 형성. 다른 한편으로, 낮은 인쇄 도트 기반 복잡 한 패턴을 인쇄 하려면 인쇄6,7,8 사용 하 여 저 점도 잉크의 점도와 약 10 제트 국방부 EHD cP 속도 10 m m/s.
각 모드에 대 한 요구 사항은 크게 다르기 때문에, 경험이 없는 연구자 원하는 결과 얻을에 대 한 도전 수 있습니다. 경험적 "노하우" 실제로 중요 한 수 있습니다. 연구 하는 데 사용 얻을 수 있도록 인쇄 방법 선물이 EHD Ag 나노 잉크를 사용 하 여 정밀한 전도성 패턴에 대 한 프로토콜을 인쇄. 그러나, 우리 추가 의견 프로토콜에 그들은 Ag 나노 잉크를 사용 하 여 전도성 패턴에 국한 되지 않습니다. 마지막으로, 인쇄 및 준비 지침 토론 섹션에 표시 됩니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="696">
	<tbody>
		<tr height="23">
			<td height="23" style="height:23px;width:216px;">EHD integrated printing system</td>
			<td style="width:195px;">Psolution Ltd., South Korea</td>
			<td style="width:119px;">PS300</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Harima Ag Nanoparticle ink</td>
			<td style="width:195px;">Harima Inc., Japan</td>
			<td style="width:119px;">Harima NPS-JL</td>
			<td>Ag solid content: ~ 53 wt%, Viscosity: ~10 cP, Surface tension: ~30 mN/m</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Glass capillary</td>
			<td style="width:195px;">Narishige Scientific Instrument Lab</td>
			<td style="width:119px;">G-1</td>
			<td>Inner diameter: 1 mm; Used to make nozzle for DOD EHD jet printing using thermal puller</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Nozzle thermal puller</td>
			<td style="width:195px;">Sutter Instrument, USA</td>
			<td style="width:119px;">Sutter P-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Microscope Slides (Glass subtrate)</td>
			<td style="width:195px;">Paul-Marienfeld &#38; Co.KG, Germany</td>
			<td style="width:119px;">10 006 12</td>
			<td>Dimension (L x W x T): 76 mm x 26 mm x 1 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Magnetic Stirrer</td>
			<td style="width:195px;">Barnstead Thermolyne Corp., USA</td>
			<td style="width:119px;">Cimarec SP131635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Vortex Stirrer</td>
			<td style="width:195px;">Jeiotech, South Korea</td>
			<td style="width:119px;">Lab Companion VM-96T</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ag nanopaste&#160;</td>
			<td style="width:195px;">NPK, South Korea</td>
			<td style="width:119px;">ES-R001</td>
			<td>Ag solid content: ~85.5 wt%, Viscosity: ~11000 cP</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Poly ethylene oxide (PEO)</td>
			<td style="width:195px;">Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>372773-500G</td>
			<td>Mw = 400000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Ethanol</td>
			<td style="width:195px;">Sigma-Aldrich, USA</td>
			<td>459836-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-resolution patterning using two modes of electrohydrodynamic jet: drop on demand and near-field electrospinning

충돌기 (EHD) 제트 인쇄 고해상도 및 저가 직접 패터 닝 툴으로 서 사용할 수 있으므로 다양 한 분야에서 관심을 모으고 있다. EHD 인쇄 노즐 팁에서 잉크를 추진 하 여 압출된 초승달 모양 유지 하는 유체 공급 업체를 사용 합니다. 전기 분야는 고해상도 패턴을 생산 하는 기판으로 초승달을 사용 됩니다. EHD 인쇄의 두 가지 모드 미세 패터 닝에 대 한 사용 되었습니다: 연속 근처-필드 전기 (NFES) 및 드롭-온-디맨드 (국방부) EHD 인쇄 도트 기반. 인쇄 모드에 따라 인쇄 장비 및 잉크 점도 대 한 요구 사항이 달라 집니다. 두 가지 모드는 단일 EHD 프린터와 함께 구현 될 수 있습니다, 비록 실현 방법을 크게 잉크, 유체 시스템, 및 운전 전압 차이가 있습니다. 따라서, 처리 요구 사항 및 제한의 적절 한 이해 없이 그것은 원하는 결과 얻기 어렵다입니다. 이 문서의 목적은 경험이 연구원 EHD jet를 사용 하 여 그들의 특정 연구 및 개발 목적에 대 한 시행 착오 노력을 줄일 수 있도록 가이드라인을 제시 하는 것입니다. 설명 하기 위해 미세 패터 닝 구현, 우리는 프로토콜에 전도성 패턴에 대 한 Ag 나노 잉크를 사용 합니다. 또한, 우리는 또한 다양 한 미세 패턴 응용 프로그램에 대 한 잉크의 다른 유형을 위해 사용할 수 있는 일반화 된 인쇄 지침을 제시.

점 기반 드롭-온-디맨드 인쇄: 국방부 인쇄 한 방울 한 처리 트리거 당 제트기를 기반으로 합니다. 국방부 제트기, 약 10의 점도와 저 점도 잉크를 생산 하기 위해 cP은 사용 해야 합니다. EHD 국방부 인쇄 잉크 요구는 기존의 DOD 잉크젯의 EHD 인쇄 방법으로 기존의 DOD 잉크젯의 그것 비슷합니다. 기존의 잉크젯 인쇄의 경우 래스터 인쇄 기술은 널리 사용 되었습?...

Watch this Scientific Journal Video about High-resolution Patterning Using Two Modes of Electrohydrodynamic Jet: Drop on Demand and Near-field Electrospinning at JoVE.com

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

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

여기, 선물이 충돌기 (EHD) 제트 인쇄를 사용 하 여 고해상도 전도성 패턴을 생성 하는 프로토콜. EHD 제트 인쇄의 두 가지 모드를 포함 하는 프로토콜: 연속 근처-필드 전기 (NFES) 및 드롭-온-디맨드 (국방부) EHD 도트 기반 인쇄.

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Visualization of Cortex Organization and Dynamics in Microorganisms, using Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy

미생물에 접속 조직 및 역학 시각화, 총 내부 반사의 형광 현미경을 사용하여

TIRF microscopy has emerged as  a powerful imaging technology to study spatio-temporal dynamics of fluorescent molecules  in vitro and in living cells1. ...

연구

생체공학

Continuous High-resolution Microscopic Observation of Replicative Aging in Budding Yeast

증식하는 연속 고해상도 현미경으로 관찰 신진 효모의 노화

We demonstrate the use of a simple microfluidic setup, in which single budding yeast cells can be tracked throughout their entire lifespan. The ...

Microfluidic-based Electrotaxis for On-demand Quantitative Analysis of Caenorhabditis elegans' Locomotion

Microfluidic-based Electrotaxis for On-demand Quantitative Analysis of Caenorhabditis elegans' Locomotion

의 주문형 정량 분석​​을위한 미세 유체 기반 Electrotaxis<em&gt; Caenorhabditis의 엘레</em&gt; &#39;로코

The nematode Caenorhabditis elegans is a versatile model organism for biomedical research because of its conservation of disease-related genes and ...

Cell Co-culture Patterning Using Aqueous Two-phase Systems

수성 2 단계 시스템을 사용하여 셀 공동 문화 패턴

Cell patterning  technologies that are fast, easy to use and affordable will be required for the  future development of high throughput cell assays, ...

Permeabilization of Adhered Cells Using an Inert Gas Jet

불활성 가스 제트를 사용하여 붙음 세포의 Permeabilization

Various cell transfection techniques exist and these can be broken down to three broad categories: viral, chemical and mechanical. This protocol describes ...

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

포토 리소그래피 정의 파릴 렌-C에 대한 세포 패터닝 : 그런가<sub&gt; 2</sub&gt; 기판

Cell patterning platforms support broad research goals, such as construction of predefined in vitro neuronal networks and the exploration of certain ...

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

3D 종이 미세 유체 장치를 구축하기 위해 접착제 패터닝을 사용하여

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol ...

Fabricating Degradable Thermoresponsive Hydrogels on Multiple Length Scales via Reactive Extrusion, Microfluidics, Self-assembly, and Electrospinning

자기 조립, 분해 Thermoresponsive Hydrogels 반응 압출, 마이크로, 통해 여러 길이 가늠 자에를 조작 하 고 전기

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), ...

Patterning Bioactive Proteins or Peptides on Hydrogel Using Photochemistry for Biological Applications

생리 활성 단백질 또는 펩 티 드 히드로 광화학을 사용 하 여 생물 학적 응용에 대 한에 패턴화

There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors ...

Quantifying Microorganisms at Low Concentrations Using Digital Holographic Microscopy (DHM)

Quantifying Microorganisms at Low Concentrations Using Digital Holographic Microscopy DHM

디지털 홀로그램 현미경 (DHM)를 사용 하 여 낮은 농도에서 미생물 측정

Accurately detecting and counting sparse bacterial samples has many applications in the food, beverage, and pharmaceutical processing industries, in ...