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

ويود المؤلفون أن يعترفوا ب إنوفات أوك لتمويل هذا البحث في إطار مشاريع ديريكت (33417-239227) و يكاب (27508-196153). ويود المؤلفون أيضا أن يشكروا شركة بوهه بوليمرز المحدودة، لتقديمهم المواد والتوجيه المهني خلال هذا العمل، وشركة يونيليفر، أكزونوبيل، وكاركلو التقنية للبلاستيك، لدعمهم.

1. صياغة الحبر <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إعداد الحل ل إجب عن طريق إذابة الكحول البولي فينيل (8 بالوزن٪ بفوه في الماء) في الماء النقي يسخن إلى 60 درجة مئوية. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> إضافة 10 غرام من جليكول أحادي البروبيلين (مبغ) (10٪ بالوزن٪ مونو البروبيلين جلايكول في الماء)، كمحفز، إلى الحل. ملاحظة: دور المرطب هو لمنع انسداد في رأس الطباعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحريك الحل لعدة ساعات لضمان التجانس ومن ثم تصفية من خلال مرشح 5 ميكرون لإزالة أي الجسيمات التي قد تمنع الفوهات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقييم بصريا الحبر للتجانس، وخاصة بالنسبة لأي حالات الترسيب. إذا لوحظ الترسيب، ثم إما تحريك / فائقة يصوتون الحل لفترة طويلة (أيام) أو صياغة حل جديد المياه القائمة مع بفوه مع الوزن الجزيئي المنخفض. ملاحظة: تخزين جميع السوائل في الأكواب مختومة في درجة حرارة الغرفة. </li></ol> 2. الحبر الوصف <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تنفيذ كل حرف الحبراختبارات إيزاتيون في درجة حرارة الغرفة في بيئة غرفة نظيفة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قياس اللزوجة من الحل باستخدام مقياس اللزوجة. ملاحظة: هذا الاختبار مطلوب من أجل ضمان أن الحبر المطابق متوافق مع أجهزة إجب. تتطلب عملية الطباعة النافثة للحبر حل منخفض اللزوجة من 4-20 كب. قياس اللزوجة من الحبر كدالة من معدل القص باستخدام مقياس اللزوجة التناوب. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار التوتر السطحي للحبر في درجة حرارة الغرفة باستخدام طريقة انخفاض قلادة. استخدام أداة قياس مناسبة مثل مقياس التوتر. استخدام بروتوكول الشركة المصنعة. ملاحظة: حل نموذجي للطباعة النافثة للحبر لديه التوتر السطحي من 30-40 من / م. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> اختبار الرقم الهيدروجيني باستخدام متر الرقم الهيدروجيني. استخدام بروتوكول الشركة المصنعة. ملاحظة: الرقم الهيدروجيني هو معلمة أساسية في الأحبار المياه القائمة، كما أنه يوفر معلومات أساسية عن كل من خصائص وثبات الحلول وضعت. يضمن الرقم الهيدروجيني حل محايد من 7 مستقرة pروسيس وعمر جيد لرأس الطباعة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقييم قابل للبلل من الحبر على ركائز مختلفة عن طريق قياس زاوية الاتصال عن طريق تجربة قطرة سسيل. استخدام مقياس التوتر لقياس الطاقة السطحية للركائز الممكنة (على سبيل المثال، الزجاج والبلاستيك والورق). قياس الطاقة السطحية باستخدام بروتوكول المقدمة من قبل الصانع مقياس التوتر. ملاحظة: التفاعل بين قطرة والركيزة له تأثير قوي على جودة الطباعة. لضمان التصاق جيدة من الحبر إلى الركيزة، والطاقة السطحية للركيزة يجب أن تتجاوز التوتر السطحي للحبر بنسبة 10-15 من / م. </li></ol> 3. الطباعة النافثة للحبر ملاحظة: جميع ترسبات الطباعة النافثة للحبر نفذت في درجة حرارة الغرفة. تم إيداع الطبقات متعددة البؤر باستخدام آلة طباعة نافثة للحبر الهجين كهرضغطية. رأس الطباعة مع فوهات 512 (256 × 2 الصفوف)، وقطر فوهة 30 ميكرون، وكان حجم قطرة 42 بل استخدامد في هذا العمل. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قبل الطباعة، وتنظيف جيدا ركائز الزجاج مع الأسيتون / الميثانول / الأيزوبروبانول والمياه دي. تجفيف ركائز مع بندقية N 2 . </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل الركيزة على السرير الطباعة وتأمينه بحزم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بإعداد الخرطوشة عن طريق مسح الحبر عبر رأس الطباعة. أزل أي هواء أو محلول تنظيف من الخزان والفوهات. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بتضمين الخرطوشة في الطابعة. قم بتوصيل رأس الطباعة إلى مدير الطباعة بالنظم النافثة للحبر العالمية (جيس) عبر لوحة شخصية الرأس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تحميل الحل في حقنة 150 مل تقع فوق خرطوشة وختم المحاقن مع غطاء محكم. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تطهير الحبر من خلال فوهة عن طريق الضغط على زر تطهير. ملاحظة: المسافة فوهة الركيزة له تأثير قوي على مسار طائرة، وبالتالي على نوعية نمط المطبوعة. لذلك، ضبط المسافة فوهة الركيزة باستخدام برنامج الطابعة للحد من انتشار طائرة. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> جلسمتابعة المعلمات الموجية والطباعة باستخدام برنامج الطباعة جيس والجدول 2 . ملاحظة: واجهة برمجيات نظم المعلومات الجغرافية تتيح السيطرة على كل من السحب والإفراج السعة والعرض. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> قم بتحميل ملف الصورة المطلوب للطباعة باستخدام برنامج مدير الطباعة جيس. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> بدء العملية الرقمية وطباعة نمط الصورة على الركيزة. </li></ol> 4. تحليل نمط المطبوعة <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> التحقيق في نوعية الأنماط المطبوعة باستخدام المجهر الضوئي. تحقق من وجود عيوب داخل الميزات المطبوعة وتقييم التحسن في نوعية عندما طبعت طبقات أكثر. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> تقييم طوبولوجيا السطح وسمك الشخصية من متعدد الطبقات النافثة للحبر المطبوعة باستخدام بروفيلوميتر سطح 3D عدم الاتصال (على أساس الضوء الأبيض التداخل) عن طريق المجهر الضوئي 3D. ملاحظة: مزيد من التفاصيل حول القياسات والأدوات التي تم استخدامها لصياغة / طباعة وتوصيفوترد أنماط المطبوعة في المرجع 21 . </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>

الكتاب ليس لديهم ما يكشف.

في هذا العمل، أثبتنا بنجاح قدرة تكنولوجيا الطباعة النافثة للحبر لإيداع متعدد الطبقات البوليمر. تم دراسة السلوك الريولوجي، وأظهرت النتائج التجريبية أن الحبر المصبوب يعرض سلوك ترقق القص الكاذب. أيضا، الحبر بفوه هو حل محايد (الرقم الهيدروجيني 7) ويظهر استقرار جيد مع مرور الوقت. ومن الجدير بالذكر أنه ثبت بنجاح أن تكنولوجيا إيجب قادرة على إنتاج هياكل متعددة الطبقات من البولي فينيل الكحول، ولكن هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات في تغطية الطباعة والجودة الشاملة. وعلاوة على ذلك، من أجل تحسين دقة الأنماط المطبوعة، فهم أفضل للتفاعل بين الحبر والركيزة، وكذلك بين الطبقات المجاورة، جنبا إلى جنب مع مراقبة أكثر فعالية لسلوك النفث، ضرورية. انخفاض الطلب (دود) إجب هو طريقة حديثة تستخدم لإيداع المواد، ولها مؤخرا كابجذبت انتباه مجتمع البحث. دود إجب التكنولوجيا لديها القدرة على إيداع مجموعة واسعة من المواد، من البوليمرات إلى المعادن وحتى الأدوية. ومع ذلك، هناك عدد من التحديات، مثل إيداع الطبقات المطبوعة الخالية من العيوب؛ تحقيق نمط عالية الدقة 26 ؛ وإنتاج رقيقة (أقل من 1 ميكرون)، هياكل متعددة الطبقات. الجدير بالذكر، يتم تعريف القرار المطبوعة من حجم قطرات إخراج، وحاليا، وحجم الحد الأقصى من يمكن أن تكون مشتتة حوالي 1 بل. ومع ذلك، من المتوقع المزيد من التطوير في المستقبل القريب. وعلاوة على ذلك، كل من الحبر ورأس الطباعة هي المسؤولة على قدم المساواة في عملية الطباعة دود. على سبيل المثال، للحبر، يجب أن تكون المعلمات الرئيسية، مثل التوتر السطحي، اللزوجة، ودرجة الحموضة، متوافقة مع الأجهزة إجب. من أجل السيطرة على معدل التبخر وبالتالي لتحسين توحيد الطبقة المطبوعة (ق)، يمكن استخدام المذيب المشترك. من ناحية أخرى، لرأس الطباعة، وتصميم الموجي، والمدة، واتساع النبضات المطبقة هي المعلمات الرئيسية في عملية الطباعة. وتتمثل إحدى الاستراتيجيات الحديثة في قطاع الإلكترونيات في تحديد سبل صنع أجهزة إلكترونية صديقة للبيئة. في هذا السياق، تكنولوجيا 3D إجب هي بلا شك واحدة من التكنولوجيات الواعدة للحد من الإشعاع الضارة وتوليد الحرارة الناجمة عن التصنيع وأيضا لتحقيق خفض التكاليف. إجب قادر على إحداث ثورة في النظام كله لتصنيع الأجهزة الإلكترونية، بما في ذلك اختيار المواد والتصميم والتصنيع، وتكوين الجهاز والهندسة المعمارية. تكنولوجيا 3D إجب هو بديل يمكن الاعتماد عليه لمسار التصنيع التقليدية، والأهم من ذلك، هو خطوة استباقية للحد من الآثار السلبية على البيئة.

بولي فينيل الكحول هو سيمكريستالين، الاصطناعي، غير سامة، للذوبان في الماء، غير قابلة للذوبان في معظم المذيبات العضوية، القابلة للتحلل، و بيوكومباتيبل في الأنسجة البشرية ولها ممتازة خصائص حاجز الغاز 1 . وعلاوة على ذلك، نظرا لخصائصه المفيدة كثيرة، ويستخدم على نطاق واسع بفوه في عدد كبير من التطبيقات. في الوقت الحاضر، يستخدم بفوه في: تصنيع منتجات التنظيف والمنظفات، وصناعة تغليف المواد الغذائية، ومعالجة المياه، والمنسوجات، والزراعة، والبناء (كإضافات) 1 . ومع ذلك، فقد اجتذبت بفوه مؤخرا اهتماما أكبر للاستخدامات الصيدلانية 2 ( أي تسليم المخدرات) وفي التطبيقات الطبية 3 ، 4 (على سبيل المثال، خلع الملابس الجرح، العدسات اللاصقة اللينة، قطرات العين، وزرع لينة لاستبدال الغضاريف). يتم إنتاج الأفلام بفوه إما من خلال شكل تذوب أو حل. تجهيز تذوب هو كومباتفقط مع بفوه مع انخفاض مستويات التحلل المائي أو بفوه الملدن بشكل كبير. وهكذا، عند استخدام هذا المسار، يمكن التضحية بعض الخصائص 1 . من ناحية أخرى، يمكن أن تودع طبقة بفوه عن طريق شكل حل عن طريق صب صب 5 ، وتدور طلاء 6 ، أو إليكتروسبينينغ 7 . ومع ذلك، هذه الطرق لديها عدد من القيود من حيث النفايات من المواد غير المرغوب فيها. على سبيل المثال، في حالة طلاء تدور، فقد تم الإبلاغ 8 أن 95٪ من المواد يضيع. بالإضافة إلى ذلك، هذه الطرق هي جامدة تماما في مجال التصميم / ميزات (لا القدرة على الزخرفة) ولها تكاليف المعالجة الإجمالية العالية. من أجل التغلب على الحد من معالجة الحل التقليدية، ونحن هنا استكشاف إمكانات تكنولوجيا الطباعة النافثة للحبر لتوفير منصة جديدة لإنتاج البولي فينيل الكحول (بفوه) الهياكل متعددة الطبقات التي لها تأثير قوي على كل من المواد والتطبيقليزاتيون. وقد ركزت التطورات الأخيرة في قطاع الصناعات التحويلية على عمليات رخيصة وبسيطة وصديقة للبيئة وموفرة للطاقة. الطباعة النافثة للحبر (إجب) هي عملية تصنيع حديثة تناسب تماما في هذا الإطار. المزايا الرئيسية للتكنولوجيا إجب هي كفاءة استخدام المواد، والرقمية (خالية من قناع) والنمذجة المضافة، والقدرة على مساحة كبيرة، والتوافق مع ركائز جامدة / مرنة، وتكلفة منخفضة. إجب هي طريقة ترسب يستخدم المواد البوليمرية المشتتة في المذيب. وحتى الآن، تم بنجاح إيداع البوليمر الوظيفي 9 ، والسيراميك 10 ، والمواد النانوية الموصلة - 11 ، و2-2، والمواد البيولوجية 13، والمستندة إلى صيدلانيا. وفي الآونة الأخيرة، أفادت التقارير بأن الحزب قد اشترك في ترسب المكونات كجزء من الأجهزة الإلكترونية،مثل الترانزستورات 14 ، وأجهزة الاستشعار 15 ، والخلايا الشمسية 16 ، وأجهزة الذاكرة 17 ، وكذلك في التعبئة والتغليف الإلكترونية 18 . الحبر، خرطوشة، والركيزة هي عناصر هامة بنفس القدر التي يتم استخدامها في عملية الطباعة. أولا، الخصائص الفيزيائية للحبر، مثل التوتر السطحي والخصائص الريولوجية ( أي اللزوجة القص)، لها تأثير كبير على سلوك القابلية للطباعة. أيضا، ودرجة الحموضة تلعب دورا هاما على كل من الحل (على سبيل المثال، التجفيف، رغوة، واللزوجة) وعلى عمر خرطوشة الطباعة إجب. ثانيا، لخرطوشة (كهرضغطية)، الموجي الجهد القيادة في الواقع يحدد تشكيل قطرة وكل من الاتجاه وتوحيد طائرة سائلة. وأخيرا، لا بد من أن التفاعل الحبر / الركيزة مفهومة جيدا جدا، والقرار والدقةمن الكائن المطبوع تعتمد بشدة على هذه الواجهة. تبخر المذيبات، والتغيرات المرحلة من السائل إلى الصلبة، والتفاعلات الكيميائية هي العمليات الرئيسية التي تحدث بين انخفاض السوائل والركيزة. جميع جوانب المشاركة في إجب، من خصائص الحبر لإسقاط / آليات الركيزة، يتم إبرازها في أوراق المراجعة من قبل هاتشينغز 19 و ديربي 20 . في هذه الدراسة، ونحن استكشاف قدرات إجب لتصنيع متعدد الطبقات الكحول البولي فينيل. أولا، تم وضع الحبر القائم على المياه بفوه، وتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية الرئيسية، مثل السلوك الريولوجي، التوتر السطحي، ودرجة الحموضة. في هذا العمل، تم استخدام طابعة نافثة للحبر كهرضغطية، ثم تم تحديد معلمات الموجي المناسبة. تم طباعة الطبقات متعددة البؤر، وتم تقييم جودة وملامح السطح / سمك المجهر الضوئي.

<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

الطباعة النافثة للحبر هو طريقة حديثة لمعالجة البوليمر، وفي هذا العمل، ونحن نبرهن على أن هذه التكنولوجيا قادرة على إنتاج البولي فينيل الكحول (بفوه) الهياكل متعددة الطبقات. تم صياغة محلول مائي كحول بولي فينيل. تم فحص الخصائص الجوهرية للحبر، مثل التوتر السطحي، اللزوجة، درجة الحموضة، واستقرار الوقت. كان الحبر القائم على بفوه حلا محايدا (الرقم الهيدروجيني 6.7) مع التوتر السطحي من 39.3 مليون / م و لزوجة 7.5 كب. عرض الحبر كاذب (غير النيوتوني ترقق القص) السلوك في معدلات القص منخفضة، وعموما، فإنه أثبت استقرار الوقت جيدة. تم التحقق من قابلية ترطيب الحبر على ركائز مختلفة، وتم تحديد الزجاج على أنه الركيزة الأكثر ملائمة في هذه الحالة بالذات. تم استخدام طابعة نافثة للحبر ثلاثية الأبعاد لتصنيع هياكل متعددة الطبقات من البوليمر. تم تقييم التشكل، وملامح السطح، وسمك التوحيد من متعدد الطبقات النافثة للحبر المطبوعة عن طريق المجهر الضوئي.

تم التحقق من الخصائص الفيزيائية للحبر القائم على الماء بفوه، مثل التوتر السطحي، اللزوجة / السلوك الريولوجي، ودرجة الحموضة، والترطيب، واستقرار الوقت. كانت لزوجة الحبر المستخدمة في هذا العمل 7.5 كب، وكان التوتر السطحي 39.3 مليون / م. بالإضافة إلى ذلك، كان الحبر المصاغ محايدا (الرقم الهيدروجيني 7)، مع تلخيص النتائج في الجدول 1 . <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> حبر </td><td colspan="3"> التوتر السطحي (من / m) </td><td colspan="3"> اللزوجة (كب) 1 دقيقة / 25 دورة في الدقيقة </td><td> الرقم الهيدروجيني </td></tr><tr><td> PVOH_ink </td><td colspan="3"> متوسط ​​فال. = 39.5؛ سي = 0.2 </td><td colspan="3"> متوسط ​​فال. = 7.6؛ سي = 0.17 </td><td> 6.75 ± 0.05 * </td></tr></tbody></table><strأونغ&gt; الجدول 1: معلمات الحبر. يتم سرد المعلمات الرئيسية للحبر وضعت، مثل التوتر السطحي، اللزوجة، ودرجة الحموضة، في هذا الجدول. وقد أجري فحص بصري للحل من أجل التحقق من التجانس وتحديد أي ترسيب أو تلبد للحبر. كما يمكن أن يرى في الشكل 1 ، والحل وضعت خالية من الجزيئات الكبيرة ولها مظهر حليبي. <img alt="شكل 1" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig1.jpg" /> الشكل 1: بوف الحبر المياه القائمة. وتظهر هذه الصورة أنه بعد الصياغة، يكون الحل خال تماما من الجزيئات الكبيرة المرئية. وعلاوة على ذلك، ينبغي التأكيد على أن الخصائص الريولوجية للحل تلعب دورا حاسما في سلوك القابلية للطباعة؛ يتم تحليلها لهذا السبب. تم دراسة السلوك الريولوجي من خلال قياس اللزوجة كدالة لمعدل القص. كما هو مبين في الشكل 2 ، انخفضت اللزوجة مع زيادة معدل القص، والتي تبين غير النيوتونية سلوك ترقق القص على مدى معدلات القص من 1 إلى 100 ثانية -1 . <img alt="الشكل 2" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig2.jpg" /> الشكل 2: اللزوجة كدالة لمعدل القص. ويظهر الحبر المصبوب سلوكا شبه كاذب / غير نيوتوني لتقشير القص في معدلات القص المنخفضة. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55093/55093fig2large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> من المهم التأكيد على أن استقرار الحبر أمر حاسم للحفاظ على الجودة أثناء الطباعة؛ وبالتالي، تم تقييم استقرار الحبر في الظروف المحيطة. ستابيتم إجراء اختبار ليتي عن طريق قياس اللزوجة ودرجة الحموضة للحبر بفوه كدالة للوقت عبر قياسات يومية متتالية على مدى 30 يوما. ويوضح الشكل 3 الرسوم البيانية للبيانات التي تم جمعها، والتي تشمل كلا من القيم المتوسطة والانحراف المعياري. <img alt="الشكل 3" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig3.jpg" /> الشكل 3: الرسم البياني من اللزوجة (يسار) ودرجة الحموضة (يمين) من الحبر بفوه المياه القائمة. من أجل ضمان عملية موثوقة وقابلة للتكرار، تم التحقيق في استقرار الحبر، والنتائج موضحة في هذه الصورة. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55093/55093fig3large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a> وعلاوة على ذلك، خلال إجب، عملية النفث ( أي سحب الحبر في الغرفة وإخراج الحبر خارج tمن خلال الفوهات) يتم التحكم بشكل كامل من قبل تشوه المادية للغشاء كهرضغطية بعد تطبيق القدرة الكهربائية. من المهم جدا أن نكرر أن الموثوقية النفث والاتساق هي معرفة تماما من قبل كل من خصائص الحبر وإعدادات الموجي الأمثل. وقد تم تحديد معلمات الموجة المثلى، مثل نبضة جهد السحب (V D ) ونبضة الإطلاق (V R )، وهي مدرجة في الجدول 2 . <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="2"> حبر </td><td> رسم النبض </td><td></td><td> الافراج عن نبض </td><td></td></tr><tr><td colspan="2"></td><td> الجهد (V) </td><td> الزمن (μs) </td><td> الجهد (V) </td><td> الوقت (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> الجدول 2: مطبوعات (الموجي) المعلمات المطبقة على رأس الطباعة كهرضغطية في التجربة. إن اتساع وعرض البقول وإطلاق النبضات أمران حاسمان بالنسبة لأداء النفث. وينبغي تحديد القيم المناسبة لضمان طبقة مطبوعة عالية الجودة. كنقطة انطلاق، تم اختيار اتساع / عرض نبضات الجهد وفقا لذلك، مع خصائص السائل بما في ذلك كل من التوتر السطحي واللزوجة. ثم تم طباعة نمط، وتم تقييم جودة الطبقات المطبوعة. وعلاوة على ذلك، تم تعديل إعدادات الموجي حتى تحقق أفضل نوعية. بالإضافة إلى ذلك، التفاعلات الركيزة قطرة تلعب دورا هاما على جودة الطباعة. ومن المعروف أن التصاق جيدة من فيk إلى الركيزة يحدث إذا كانت الطاقة السطحية للركيزة تتجاوز التوتر السطحي 22 من الحبر بنسبة 10-15 من / م. أولا، تم اختبار الطاقات السطحية لعدة ركائز محتملة ( أي الزجاج والبلاستيك والورق الإلكتروني وورق الصور)، وأدرجت النتائج في الجدول 3 . من أجل التعرف على أفضل تطابق من الركيزة للحبر، تمت مقارنة الطاقة السطحية للركائز التي تم اختبارها والتوتر السطحي للحبر المصقول، وتم اختيار الشريحة الزجاجية لمزيد من العمل. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td colspan="2"> المادة المتفاعلة </td><td> الطاقة السطحية (من / m) </td></tr><tr><td colspan="2"> شريحة زجاجية </td><td> 65 </td></tr><tr><td colspan="2"> بلاستيك </td><td> 51.5 </td></tr><tr><td colspan="2"> ورقة إلكترونية </td><td> 50.8 </td></tص&gt; <tr><td colspan="2"> ورق الصور الفوتوغرافية </td><td> 47.5 </td></tr></tbody></table> الجدول 3: طاقات سطحية خالية من أربعة ركائز محتملة. لضمان التصاق ممتازة من الحبر إلى الركيزة، تم تحديد طاقات سطح أربعة ركائز المحتملة. ولذلك، من أجل التصاق الصحيح من الحبر إلى الركيزة، يجب أن التوتر السطحي للحبر اتباع قاعدة 10 نقطة ( أي، ينبغي أن يكون التوتر السطحي أقل من 10 مليون نيوتن / متر على الأقل من الطاقة السطحية للسطح الركيزة ). ثم تم التحقيق في سلوك الترطيب للحبر بفوه. كما هو مبين في الشكل 4 (الصورة إنزيت)، والحبر بفوه يدل على مستوى جيد من قابل للبلل مع &quot;الاتصال الأول&quot; زاوية الاتصال من 54.5 ± 0.1 درجة (ويقاس دقة قياس زاوية الاتصال و ± 0.1 درجة). اليتم عرض تطور زاوية الاتصال مع الوقت في الشكل 4 ؛ يمكن ملاحظة أن انخفاض طفيف في زاوية الاتصال يحدث في 25 ثانية الأولى، وبعد ذلك هو ثابت إلى حد ما. <img alt="الشكل 4" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig4.jpg" /> الشكل 4: زاوية الاتصال مقابل الوقت للحبر الرقائقي / الزجاج الرقائقي. أقحم: صورة قطرة الحبر على الركيزة الزجاج. ويوضح الشكل 5 ميكروغرافس البصرية من إجب من بفوه مع 10 و 75 طبقات. يتم الكشف عن عدد من العيوب الناتجة عن حلقة معروفة جدا / القهوة تأثير وصمة عار 23 ، 24 في حالة عندما تم إجراء نمط من قبل 10 يمر الطباعة ( الشكل 5A ). ومع ذلك، فمن المثير للاهتمام أن نلاحظ أن نوعية تحسنت كثيرا بعد الطباعة 75 طبقات.<html> ومن الواضح أن تشكيل حلقة تم قمعها بفعالية عندما طبعت 75 طبقات ( الشكل 5B ). وقد يكون التحسن الملحوظ في نوعية النمط المطبوع ناجما عن التغير في معدل تبخر المذيب / تدفق السائل وتغير تفاعل السطح البيني بين عدد كبير من الطبقات المتداخلة. بالإضافة إلى ذلك، تسخين الركيزة أثناء ترسب واستخدام متقلبة المذيبات المشترك هما نهجان ممكنان للتغلب على هذه العيوب. <img alt="الشكل 5" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig5.jpg" /> الشكل 5: ميكروغرافس بصرية من الطباعة النافثة للحبر بفوه مع (أ) 10 و (ب) 75 طبقات من بطاقات الطباعة. تم تقييم جودة الطبقات المطبوعة عن طريق المجهر الضوئي. تقارن هذه الصورة بين 10 و 75 طبقة مطبوعة. وتكشف الصورة أن نوعية تحسنت كثيرا عندما طبعت 75 طبقات.ftp_upload / 55093 / 55093fig5large.jpg &quot;تارجيت =&quot; _ بلانك &quot;&gt; الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. وقد تم طباعة شعار &quot;وارويك&quot; ب 100 بطاقة طباعة، وتم بعد ذلك فحص المظهر السطحي وسمك التوحيد. وكما يتبين من الشكل 6 ، فإن الجزء الأول من النمط مغطى جزئيا. ومع ذلك، يمكن ربط المناطق التي تمت تغطيتها بشكل سيء والتي تم تغطيتها ب &quot;الانخفاض الأول&quot; تأثير 25 في عملية الطباعة. كما هو متوقع، يعكس هذا التأثير أيضا التوحيد سمك ( أي سمك ليست موحدة على كامل المنطقة الممسوحة ضوئيا). <img alt="الشكل 6" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig6.jpg" /> الشكل 6: شعار &quot;وارويك&quot; المطبوعة مع سطح الحبر المياه القائمة على بفوه (يسار) وسمك (يمين) التشكيلات. وتظهر هذه الصورة أنالحرف الأول من نمط غير مغطاة بشكل كاف. وينعكس هذا أيضا من خلال التوحيد سمك. ومع ذلك، فإن بقية نمط المطبوعة تبدو جيدة إلى حد ما.

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

Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers

واستخدمت طابعة نافثة للحبر لتصنيع متعدد الطبقات من متعدد فينيل الكحول. وقد تم صياغة الحبر القائم على الماء البولي فينيل الكحول، وتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية الرئيسية.

طابعات حبر متعدد الطبقات من البولي فينيل المطبوعة

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 Views.  De Montfort University.  واستخدمت طابعة نافثة للحبر لتصنيع متعدد الطبقات من متعدد فينيل الكحول. وقد تم صياغة الحبر القائم على الماء البولي فينيل الكحول، وتم التحقيق في الخصائص الفيزيائية الرئيسية. 

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.

[ميكروأرس] البوليمر لاكتشاف إنتاجية عالية من المواد الحيوية

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

Bioengineering

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.

طبقة تلو طبقة تجميع ونقل طليق مترافق الصغيرة التي بوليمر Nanomembranes

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

Chemistry

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.

رد الفعل بخار ترسب أفلام البوليمر مترافق على ركائز التعسفي

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.

اختﻻق السطوح المتفاعلة مع مثل الفرشاة وأفلام كروسلينكيد فونكتيوناليزيد أزلاكتوني كتلة المشارك البوليمرات

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

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.

البوليمر تصنيع صفيف إبرة مجهرية من قبل الطباعة التصويرية

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.

حبر الطباعة كل الأحبار بيروفسكيتي هاليد غير العضوية من أجل التطبيقات الضوئية

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.

الهجين الطباعة لتصنيع أجهزة الاستشعار الذكية

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.

الطباعة المتعددة الوسائط 3D من الأشباح لمحاكاة الانسجه البيولوجية

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.

متعدد خطوة الطباعة التصويرية متغير الطول لمحكم بصمام متعدد الأجهزة ميكروفلويديك

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.