Les auteurs souhaitent remercier Innovate UK pour avoir financé cette recherche dans le cadre des projets DIRECT (33417-239227) et PCAP (27508-196153). Les auteurs souhaiteraient également remercier PVOH Polymers Ltd., pour leur fourniture de matériel et d&#39;orientation professionnelle au cours de ce travail, et Unilever, AkzoNobel et Carclo Technical Plastics, pour leur soutien.

1. Formulation d&#39;encre <ol><li> Préparer la solution pour l&#39;IJP en dissolvant de l&#39;alcool polyvinylique (8% en poids de PVOH dans l&#39;eau) dans de l&#39;eau purifiée chauffée à 60 ° C. </li><li> Ajouter 10 g de mono-propylène glycol (MPG) (10% en poids de mono-propylène glycol dans l&#39;eau), comme humectant, à la solution. REMARQUE: Le rôle de l&#39;humectant est d&#39;éviter les blocages dans la tête d&#39;impression. </li><li> Remuez la solution pendant plusieurs heures pour assurer l&#39;homogénéité, puis filtrez-la dans un filtre de 5 μm pour éliminer toute particule qui pourrait bloquer les buses. </li><li> Évaluer visuellement l&#39;encre pour l&#39;homogénéité, en particulier pour toute incidence de sédimentation. Si la sédimentation est observée, soit agiter ou soigner la solution pendant plus longtemps (jours), soit formuler une nouvelle solution à base d&#39;eau avec un PVOH à faible poids moléculaire. REMARQUE: Conservez tous les fluides dans les béchers scellés à température ambiante. </li></ol> 2. Caractérisation de l&#39;encre <ol><li> Effectuez tout le caractère d&#39;encreÀ la température ambiante dans un environnement de salle blanche. </li><li> Mesurer la viscosité de la solution en utilisant un viscosimètre. REMARQUE: ce test est requis afin de s&#39;assurer que l&#39;encre formulée est compatible avec le matériel IJP. Le processus d&#39;impression par jet d&#39;encre nécessite une solution à faible viscosité de 4-20 cP. Mesurer la viscosité de l&#39;encre en fonction de la vitesse de cisaillement à l&#39;aide d&#39;un viscosimètre rotatif. </li><li> Testez la tension superficielle de l&#39;encre à température ambiante en utilisant la méthode de chute pendante. Utilisez un outil de mesure approprié tel qu&#39;un tensiomètre. Utilisez le protocole du fabricant. REMARQUE: Une solution typique pour l&#39;impression par jet d&#39;encre a une tension superficielle de 30 à 40 mN / m. </li><li> Testez le pH à l&#39;aide d&#39;un pH-mètre. Utilisez le protocole du fabricant. REMARQUE: Le pH est un paramètre essentiel dans les encres à base d&#39;eau, car il fournit des informations essentielles sur les propriétés et la stabilité des solutions formulées. Une solution neutre pH de 7 garantit une stabilité pEt une bonne durée de vie pour la tête d&#39;impression. </li><li> Évaluer la mouillabilité de l&#39;encre sur différents substrats en mesurant l&#39;angle de contact par une expérience de chute sessile. Utilisez un tensiomètre pour mesurer l&#39;énergie de surface des substrats possibles ( p. Ex. Verre, plastique et papier). Mesurer l&#39;énergie de surface en utilisant le protocole fourni par le fabricant du tensiomètre. REMARQUE: l&#39;interaction entre la goutte et le substrat a un impact important sur la qualité d&#39;impression. Pour assurer une bonne adhérence de l&#39;encre au substrat, l&#39;énergie de surface du substrat doit dépasser 10 à 15 mN / m de la tension superficielle de l&#39;encre. </li></ol> 3. Impression jet d&#39;encre REMARQUE: Tous les dépôts d&#39;impression jet d&#39;encre ont été effectués à température ambiante. Les multicouches PVOH ont été déposées à l&#39;aide d&#39;une machine d&#39;impression à jet d&#39;encre hybride piézoélectrique. Une tête d&#39;impression avec 512 buses (256 x 2 rangées), un diamètre de buse de 30 μm et une taille de goutte de 42 pL a été utiliséeD dans ce travail. <ol><li> Avant l&#39;impression, nettoyer soigneusement les substrats de verre avec de l&#39;acétone / méthanol / isopropanol et de l&#39;eau Di. Séchez les substrats avec un pistolet N 2 . </li><li> Chargez le substrat sur le lit d&#39;impression et fixez-le fermement. </li><li> Préparez la cartouche en rinçant l&#39;encre à travers la tête d&#39;impression. Retirez toute solution d&#39;air ou de nettoyage du réservoir et des buses. </li><li> Imbibé la cartouche dans l&#39;imprimante. Connectez la tête d&#39;impression au gestionnaire d&#39;impression des systèmes jet d&#39;encre globaux (GIS) via le panneau de personnalité de la tête. </li><li> Chargez la solution dans la seringue de 150 mL située au-dessus de la cartouche et scellez la seringue avec un capuchon hermétique. </li><li> Purgez l&#39;encre à travers la buse en appuyant sur le bouton de purge. REMARQUE: La distance entre la buses et le substrat a une forte influence sur la trajectoire du jet et donc sur la qualité du motif imprimé. Par conséquent, ajustez la distance entre le bus et le bus avec le logiciel de l&#39;imprimante afin de réduire l&#39;étalement du jet. </li><li> EnsembleHaut de la forme d&#39;onde et des paramètres d&#39;impression à l&#39;aide du logiciel d&#39;impression GIS et du tableau 2 . REMARQUE: l&#39;interface logicielle SIG permet de contrôler l&#39;amplitude de tirage et de sortie et la largeur. </li><li> Chargez le fichier image souhaité pour l&#39;impression en utilisant le logiciel GIS print manager. </li><li> Démarrez le processus numérique et imprimez le motif d&#39;image sur le substrat. </li></ol> 4. Analyse du motif imprimé <ol><li> Étudier la qualité des motifs imprimés à l&#39;aide d&#39;un microscope optique. Vérifiez la présence de défauts dans les caractéristiques imprimées et évaluez l&#39;amélioration de la qualité lors de l&#39;impression de plus de couches. </li><li> Évaluez la topologie de la surface et le profil d&#39;épaisseur des multicouches imprimées à l&#39;encre à l&#39;aide d&#39;un profilomètre 3D sans contact (basé sur l&#39;interférométrie de la lumière blanche) à l&#39;aide d&#39;un microscope optique 3D. REMARQUE: Plus de détails sur les mesures et les instruments utilisés pour formuler / imprimer et caractériser lesLes modèles imprimés sont présentés dans la référence 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>

Les auteurs n&#39;ont rien à dévoiler.

Dans ce travail, nous avons démontré avec succès la capacité de la technologie d&#39;impression jet d&#39;encre de déposer des multicouches polymères. Le comportement rhéologique a été étudié, et les résultats expérimentaux démontrent que l&#39;encre formulée présente un comportement d&#39;éclaircie par cisaillement pseudoplastique. En outre, l&#39;encre PVOH est une solution neutre (pH 7) et présente une bonne stabilité dans le temps. Notamment, il a été démontré avec succès que la technologie IJP est capable de produire des structures multicouches d&#39;alcool polyvinylique, mais des améliorations supplémentaires dans la couverture d&#39;impression et la qualité globale sont nécessaires. En outre, afin d&#39;améliorer la précision des motifs imprimés, une meilleure compréhension de l&#39;interaction entre l&#39;encre et le substrat, ainsi qu&#39;entre les couches adjacentes, ainsi qu&#39;un contrôle plus efficace du comportement à la jonction, sont nécessaires. L&#39;IJP Drop-on-demand (DOD) est une méthode moderne utilisée pour déposer des matériaux, et elle a récemment un plafondA attiré l&#39;attention du milieu de la recherche. La technologie DOD IJP a la capacité de déposer une large gamme de matériaux, des polymères aux métaux et même aux produits pharmaceutiques. Cependant, il existe un certain nombre de défis, tels que le dépôt de couches imprimées exemptes de défauts; Réalisation d&#39;un modèle à haute résolution 26 ; Et produisant des structures minces (moins de 1 μm), multicouches. Notamment, la résolution imprimée est définie par le volume des gouttes éjectées, et actuellement, le volume maximal pouvant être dispersé est d&#39;environ 1 pL. Cependant, un développement ultérieur dans un proche avenir est attendu. En outre, l&#39;encre et la tête d&#39;impression sont également responsables dans le processus d&#39;impression DOD. Par exemple, pour l&#39;encre, les paramètres clés, tels que la tension de surface, la viscosité et le pH, devraient être compatibles avec le matériel IJP. Afin de contrôler le taux d&#39;évaporation et ainsi d&#39;améliorer l&#39;uniformité de la (des) couche (s) imprimée (s), un co-solvant peut être utilisé. D&#39;autre part, pour la tête d&#39;impression, La conception de la forme d&#39;onde, la durée et l&#39;amplitude des impulsions appliquées sont les paramètres clés dans le processus d&#39;impression. Une stratégie récente dans le secteur de l&#39;électronique est d&#39;identifier les moyens de fabriquer des appareils électroniques écologiques. Dans ce contexte, la technologie 3D IJP est sans aucun doute l&#39;une des technologies les plus prometteuses pour réduire les rayonnements nocifs et la production de chaleur causée par la fabrication et aussi pour réduire les coûts. IJP est capable de révolutionner l&#39;ensemble du système de fabrication d&#39;appareils électroniques, y compris la sélection, la conception et la fabrication des matériaux, ainsi que la configuration et l&#39;architecture de l&#39;appareil. La technologie 3D IJP est une alternative fiable à la voie de fabrication traditionnelle, et surtout, c&#39;est une étape proactive pour minimiser les effets négatifs sur l&#39;environnement.

L&#39;alcool polyvinylique est semi-cristallin, artificiel, non toxique, hydrosoluble, insoluble dans la plupart des solvants organiques, biodégradable et biocompatible dans les tissus humains et présente d&#39;excellentes propriétés de barrière aux gaz 1 . En outre, en raison de ses nombreuses propriétés utiles, PVOH est largement utilisé dans un grand nombre d&#39;applications. De nos jours, PVOH est utilisé dans: la fabrication de produits de nettoyage et de détergents, l&#39;industrie de l&#39;emballage alimentaire, le traitement de l&#39;eau, le textile, l&#39;agriculture et la construction (en tant qu&#39;additifs) 1 . Cependant, le PVOH a récemment attiré une attention accrue pour les utilisations pharmaceutiques 2 ( c&#39;est-à-dire la délivrance de médicaments) et dans les applications médicales 3 , 4 ( p. Ex., Pansement , lentilles de contact doux, gouttes pour les yeux et implants doux pour le remplacement du cartilage). Les films PVOH sont produits soit par une forme de fusion ou de solution. Le traitement de fusion est compatibleSeulement avec du PVOH à faible taux d&#39;hydrolyse ou PVOH fortement plastifié. Ainsi, lors de l&#39;utilisation de cette voie, certaines propriétés peuvent être sacrifiées 1 . D&#39;autre part, une couche de PVOH peut être déposée par la forme de la solution par coulée par gouttage 5 , revêtement d&#39;essorage 6 ou électrospinning 7 . Cependant, ces méthodes ont un certain nombre de limitations en termes de perte de matériel indésirable. Par exemple, dans le cas du revêtement par centrifugation, on a signalé 8 que 95% du matériel était gaspillé. En outre, ces méthodes sont assez rigides en termes de conception / fonctionnalités (sans capacité de pattern) et ont des coûts de traitement globaux élevés. Afin de surmonter la limitation du traitement de la solution conventionnelle, nous explorons ici le potentiel de la technologie d&#39;impression par jet d&#39;encre pour fournir une nouvelle plate-forme pour produire des structures multicouches d&#39;alcool polyvinylique (PVOH) qui ont un fort impact sur le matériau et l&#39;applicationPerspectives de communication. Les développements récents dans le secteur de la fabrication se sont concentrés sur des processus peu coûteux, simples, écologiques et économes en énergie. L&#39;impression jet d&#39;encre (IJP) est un processus de fabrication moderne qui s&#39;intègre parfaitement dans ce cadre. Les principaux avantages de la technologie IJP sont l&#39;efficacité de l&#39;utilisation des matériaux, le modèle numérique (sans masquage) et additif, la grande capacité de la zone, la compatibilité avec les supports rigides / flexibles et le faible coût. IJP est une méthode de dépôt qui utilise des matériaux polymères dispersés dans un solvant. À ce jour, des matériaux fonctionnels à base de polymère 9 , céramique 10 , nanomatériaux conducteurs - 11 , 2D 12 , biologiques et pharmaceutiques 13 ont été déposés avec succès. Récemment, il a été signalé que IJP était impliqué dans le dépôt de composants dans le cadre de dispositifs électroniques,Tels que les transistors 14 , les capteurs 15 , les cellules solaires 16 et les dispositifs de mémoire 17 , ainsi que dans les emballages électroniques 18 . L&#39;encre, la cartouche et le substrat sont des composants tout aussi importants qui sont utilisés dans le processus d&#39;impression. Tout d&#39;abord, les propriétés physiques de l&#39;encre, telles que la tension superficielle et les propriétés rhéologiques ( c.-à-d., La viscosité du cisaillement), ont un impact important sur le comportement d&#39;impression. En outre, le pH joue un rôle important à la fois sur la solution ( par exemple, le séchage, le moussage et la viscosité) et sur la durée de vie de la cartouche d&#39;impression IJP. Deuxièmement, pour la cartouche (piézoélectrique), la forme d&#39;onde de la tension d&#39;entraînement définit réellement la formation de gouttes et à la fois la directionnalité et l&#39;uniformité du jet de liquide. Enfin, il est impératif que l&#39;interaction encre / substrat soit très bien comprise, car la résolution et la précisionDe l&#39;objet imprimé dépendent fortement de cette interface. L&#39;évaporation par solvant, les changements de phase du liquide au solide et les réactions chimiques sont les principaux processus qui se produisent entre la goutte de fluide et le substrat. Tous les aspects impliqués dans l&#39;IJP, des propriétés de l&#39;encre aux mécanismes de chute / substrat, sont mis en évidence dans les articles de revue de Hutchings 19 et de Derby 20 . Dans cette étude, nous explorons les capacités de l&#39;IJP à fabriquer des multicouches d&#39;alcool polyvinylique. Tout d&#39;abord, une encre à base d&#39;eau PVOH a été formulée et les principales propriétés physiques, telles que le comportement rhéologique, la tension de surface et le pH, ont été étudiées. Dans ce travail, une imprimante à jet d&#39;encre piézoélectrique a été utilisée, et les paramètres de forme d&#39;onde appropriés ont ensuite été identifiés. Les multicouches PVOH ont été imprimées, et la qualité et les profils surface / épaisseur ont été évalués par microscopie optique.

<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

L&#39;impression par jet d&#39;encre est une méthode moderne pour le traitement des polymères, et dans ce travail, nous démontrons que cette technologie est capable de produire des structures multicouches d&#39;alcool polyvinylique (PVOH). Une solution aqueuse d&#39;alcool polyvinylique a été formulée. Les propriétés intrinsèques de l&#39;encre, telles que la tension de surface, la viscosité, le pH et la stabilité du temps, ont été étudiées. L&#39;encre à base de PVOH était une solution neutre (pH 6,7) avec une tension superficielle de 39,3 mN / m et une viscosité de 7,5 cP. L&#39;encre a présenté un comportement pseudoplastique (amincissement de cisaillement non newtonien) à des taux de cisaillement réduits, et dans l&#39;ensemble, il a démontré une bonne stabilité au temps. On a étudié la mouillabilité de l&#39;encre sur différents substrats et on a identifié le verre comme le substrat le plus approprié dans ce cas particulier. Une imprimante à jet d&#39;encre 3D propriétaire a été utilisée pour fabriquer des structures multicouches polymères. La morphologie, le profil de surface et l&#39;uniformité des épaisseurs des multicouches imprimées à l&#39;encre ont été évalués par microscopie optique.

Les propriétés physiques de l&#39;encre à base d&#39;eau PVOH, telles que la tension de surface, la viscosité / comportement rhéologique, le pH, le mouillage et la stabilité du temps, ont été étudiées. La viscosité de l&#39;encre utilisée dans ce travail était de 7,5 cP, et la tension superficielle était de 39,3 mN / m. De plus, l&#39;encre formulée était neutre (pH 7), les résultats étant résumés dans le tableau 1 . <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Encre </td><td colspan="3"> Tension superficielle (mN / m) </td><td colspan="3"> Viscosité (cP) 1 min / 25 tr / min </td><td> Le pH </td></tr><tr><td> PVOH_ink </td><td colspan="3"> Moyenne val. = 39,5; SE = 0,2 </td><td colspan="3"> Moyenne val. = 7,6; SE = 0,17 </td><td> 6,75 ± 0,05 * </td></tr></tbody></table><strOng&gt; Tableau 1: Paramètres de l&#39;encre. Les paramètres clés de l&#39;encre formulée, tels que la tension de surface, la viscosité et le pH, figurent dans ce tableau. Un examen visuel de la solution a été effectué afin de vérifier l&#39;homogénéité et d&#39;identifier toute sédimentation ou floculation de l&#39;encre. Comme on peut le voir sur la figure 1 , la solution formulée est exempte de particules importantes et a une apparence laiteuse. <img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig1.jpg" /> Figure 1: encre à base d&#39;eau PVOH. Cette image montre qu&#39;après la formulation, la solution est clairement exempte de particules importantes visibles. En outre, il convient de souligner que les propriétés rhéologiques de la solution jouent un rôle crucial sur le comportement d&#39;imprimabilité; Ils sont analysés pour cette raison. Le comportement rhéologique a été examiné en mesurant la viscosité en fonction du taux de cisaillement. Comme le montre la figure 2 , la viscosité a diminué avec un taux de cisaillement croissant, montrant un comportement d&#39;élancement de cisaillement non newtonien sur la plage de taux de cisaillement de 1 à 100 s -1 . <img alt="Figure 2" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig2.jpg" /> Figure 2: Viscosité en fonction du taux de cisaillement. L&#39;encre formulée présente un comportement d&#39;amincissement de cisaillement pseudo-plastique / non newtonien à faible taux de cisaillement. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55093/55093fig2large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a> Il est important de souligner que la stabilité de l&#39;encre est cruciale pour maintenir la qualité pendant l&#39;impression; Ainsi, la stabilité de l&#39;encre aux conditions ambiantes a été évaluée. Le stabiLe test de qualité a été effectué en mesurant la viscosité et le pH de l&#39;encre PVOH en fonction du temps par des mesures quotidiennes consécutives sur 30 jours. La figure 3 illustre les histogrammes des données collectées, qui comprennent à la fois les valeurs moyennes et les écarts types. <img alt="figure 3" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig3.jpg" /> Figure 3: Histogramme de la viscosité (gauche) et du pH (à droite) de l&#39;encre à base d&#39;eau PVOH. Afin d&#39;assurer un processus fiable et reproductible, la stabilité de l&#39;encre a été étudiée et les résultats sont illustrés dans cette image. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55093/55093fig3large.jpg" target="_blank">Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.</a> De plus, lors de l&#39;IJP, le processus de projection ( c.-à-d., En tirant de l&#39;encre dans la chambre et en éjectant l&#39;encre tPar les buses) est entièrement contrôlée par la déformation physique de la membrane piézoélectrique après l&#39;application du potentiel électrique. Il est très important de répéter que la fiabilité et la cohérence de la jetée sont complètement définies par les propriétés de l&#39;encre et les paramètres de forme d&#39;onde optimale. Les paramètres de forme d&#39;onde optimum, tels que l&#39;impulsion de tension de tirage (V D ) et l&#39;impulsion de libération (V R ), ont été identifiés et sont inclus dans le tableau 2 . <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> Encre </td><td> Tirer un pouls </td><td></td><td> Impulsion de sortie </td><td></td></tr><tr><td colspan="2"></td><td> Tension (V) </td><td> Temps (μs) </td><td> Tension (V) </td><td> Temps (μs) </td></tr><tr><td colspan="2"> PVOH_ink </td><td> 15 </td><td> 5 </td><td> 7.5 </td&gt; <td> dix </td></tr></tbody></table> Tableau 2: Paramètres d&#39;impression (forme d&#39;onde) appliqués à la tête d&#39;impression piézoélectrique dans l&#39;expérience. Les amplitudes et les largeurs des impulsions de tirage et de déclenchement sont essentielles aux performances de projection. Les valeurs appropriées doivent être identifiées pour garantir une couche imprimée de haute qualité. Comme point de départ, les amplitudes / largeurs des impulsions de tension ont été sélectionnées en conséquence, les propriétés du fluide comprenant à la fois une tension de surface et une viscosité. Ensuite, un motif a été imprimé et la qualité des couches imprimées a été évaluée. En outre, les réglages de la forme d&#39;onde ont été ajustés jusqu&#39;à ce que la meilleure qualité soit atteinte. En outre, les interactions drop-substrat jouent un rôle important sur la qualité d&#39;impression. Il est bien connu qu&#39;une bonne adhérence de laK au substrat s&#39;effectue si l&#39;énergie de surface du substrat dépasse de 10-15 mN / m la tension de surface 22 de l&#39;encre. Tout d&#39;abord, les énergies de surface de plusieurs substrats potentiels ( c.-à-d. Verre, plastique, papier électronique et papier photo) ont été testées et les résultats sont inclus dans le tableau 3 . Afin d&#39;identifier la meilleure correspondance entre le substrat et l&#39;encre, l&#39;énergie de surface des substrats testés et la tension superficielle de l&#39;encre formulée ont été comparées et la glissière en verre a été sélectionnée pour un travail ultérieur. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td colspan="2"> Substrat </td><td> L&#39;énergie de surface (mN / m) </td></tr><tr><td colspan="2"> Glissade en verre </td><td> 65 </td></tr><tr><td colspan="2"> Plastique </td><td> 51,5 </td></tr><tr><td colspan="2"> Papier électronique </td><td> 50,8 </td></tR&gt; <tr><td colspan="2"> papier photo </td><td> 47,5 </td></tr></tbody></table> Tableau 3: Energies sans surface de quatre substrats potentiels. Pour assurer l&#39;excellente adhérence de l&#39;encre au substrat, les énergies de surface de quatre substrats potentiels ont été déterminées. Par conséquent, pour la bonne adhérence de l&#39;encre au substrat, la tension de surface de l&#39;encre doit suivre la règle de 10 points ( c&#39;est-à-dire que la tension de surface devrait être inférieure d&#39;au moins 10 mN / m à l&#39;énergie de surface de la surface du substrat ). Le comportement mouillant de l&#39;encre PVOH a ensuite été étudié. Comme l&#39;illustre la figure 4 (image incrustée), l&#39;encre PVOH démontre un bon niveau de mouillabilité avec l&#39;angle de contact &quot;premier contact&quot; de 54,5 ± 0,1 ° (la précision de la mesure de l&#39;angle de contact est indiquée comme ± 0,1 °). leL&#39;évolution de l&#39;angle de contact avec le temps est présentée à la figure 4 ; On peut observer qu&#39;une légère diminution de l&#39;angle de contact se produit dans les 25 premiers s, après quoi il est assez constant. <img alt="Figure 4" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig4.jpg" /> Figure 4: Angle de contact par rapport au temps pour le substrat encre / verre PVOH. Insertion: image de la goutte d&#39;encre sur le substrat en verre. Les micrographies optiques de l&#39;IJP de PVOH avec 10 et 75 couches sont illustrées à la figure 5 . Un certain nombre de défauts générés par un effet d&#39;anneau / café très connu 23 , 24 sont révélés dans le cas où le motif était réalisé par 10 passes d&#39;impression ( Figure 5a ). Néanmoins, il est intéressant de noter que la qualité est beaucoup améliorée après l&#39;impression de 75 couches.<html> Il est clair que la formation de l&#39;anneau a été supprimée efficacement lorsque 75 couches ont été imprimées ( figure 5b ). L&#39;amélioration observée dans la qualité du motif imprimé pourrait être due à la variation du taux d&#39;évaporation du solvant / débit de fluide et à la modification de l&#39;interaction de l&#39;interface entre un grand nombre de couches superposées. En outre, le chauffage du substrat pendant le dépôt et l&#39;utilisation d&#39;un co-solvant volatil sont deux approches possibles pour surmonter ces défauts. <img alt="Figure 5" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig5.jpg" /> Figure 5: Micrographies optiques d&#39;impression jet d&#39;encre PVOH avec (a) 10 et (b) 75 couches de passes d&#39;impression. La qualité des couches imprimées a été évaluée par microscopie optique. Cette image compare la qualité de 10 et 75 couches imprimées. L&#39;image révèle que la qualité est beaucoup améliorée lorsque 75 couches ont été imprimées.Ftp_upload / 55093 / 55093fig5large.jpg &quot;target =&quot; _ blank &quot;&gt; Cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure. Le logo &quot;Warwick&quot; a été imprimé par 100 passes d&#39;impression, et le profil de surface et l&#39;uniformité de l&#39;épaisseur ont ensuite été étudiés. Comme on le voit sur la figure 6 , la première partie du motif est partiellement couverte. Cependant, les zones mal couvertes observées peuvent être liées à l&#39;effet &quot;première goutte&quot; 25 dans le processus d&#39;impression. Comme prévu, cet effet reflète également l&#39;uniformité de l&#39;épaisseur ( c.-à-d., L&#39;épaisseur n&#39;est pas uniforme sur l&#39;ensemble de la zone balayée). <img alt="Figure 6" src="/files/ftp_upload/55093/55093fig6.jpg" /> Figure 6: Le logo &quot;Warwick&quot; imprimé avec les profils de surface d&#39;encre à base d&#39;eau PVOH (à gauche) et d&#39;épaisseur (droite). Cette image montre que leLa première lettre du motif est mal couverte; Ceci est également reflété par l&#39;uniformité de l&#39;épaisseur. Cependant, le reste du motif imprimé semble assez bon.

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

Inkjet-printed Polyvinyl Alcohol Multilayers

Une imprimante à jet d&#39;encre a été utilisée pour fabriquer des multicouches d&#39;alcool polyvinylique. L&#39;encre à base d&#39;eau alcool polyvinylique a été formulée et les principales propriétés physiques ont été étudiées.

Multilayers à l&#39;alcool polyvinylique imprimé par jet d&#39;encre

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 vues.  De Montfort University.  Une imprimante à jet d'encre a été utilisée pour fabriquer des multicouches d'alcool polyvinylique. L'encre à base d'eau alcool polyvinylique a été formulée et les principales propriétés physiques ont été étudiées. 

Vidéo: 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.

Microarrays polymères pour la découverte à haut débit des biomatériaux

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

Recherche

Bio-ingénierie

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.

Synthèse et du transfert des autoportants conjugués microporeuses polymères nanomembranes couche par couche

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

Chimie

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.

Réactif de Vapor Deposition de Films polymères conjugués sur substrats arbitraires

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.

Fabrication de Surfaces réactives avec brosse-comme et Films réticulés de copolymères bloc Azlactone fonctionnalisés

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

Ingénierie

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.

Polymère Microneedle tableau Fabrication par photolithographie

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.

Jet d’encre, impression de toutes les encres de Perovskite halogénure inorganique pour Applications photovoltaïques

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.

Hybride d’impression pour la Fabrication de capteurs intelligents

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.

Impression 3D multimodale de fantômes pour simuler les tissus biologiques

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.

Multi-étape Hauteur variable photolithographie pour dispositifs microfluidiques à valve Multilayer

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.

Multilayers à l'alcool polyvinylique imprimé par jet d'encre

Résumé

Explorer plus de vidéos

Chapitres dans cette vidéo