Bu araştırma temel bilim araştırma programı aracılığıyla Ulusal Araştırma Vakfı, Kore (NMG) Kore, Eğitim Bakanlığı (2016R1D1A1B01006801), tarafından finanse tarafından desteklenen ve kısmen Soonchunhyang Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenen .

Amacıyla önce herhangi bir mürekkep kullanarak ve temizleme solüsyonu, sağlık ve güvenlik, malzeme güvenlik veri (MSDS) sayfasına bakın.
1. damla-on-demand Electrohydrodynamic Jet gümüş nanopartikül mürekkep kullanarak yazdırma
<ol><li>EHD baskı sistemi mürekkep rezervuarı süzülmüş gümüş nanopartikül (AgNP) mürekkeple doldurun. Not: Piyasada bulunan AgNP mürekkep püskürtmeli amaç için kullanılabilir. Mürekkebin viskozite 10 civarında olmalıdır cP ve yüzey gerilimi 20 ~ 40 mN/m damla-on-demand jeti elde etmek için.</li>
	<li>Bir meme DOD EHD yazdırma için bir termal çektirmenin kullanarak yapın.<ol>
<li>Bir cam kapiller [iç çapı (ID) 1 mm] termal çektirme yerleştirin.</li>
		<li>Termal çektirme parametrelerini ayarlamak; Örneğin, 580-590 ° C ve bir dizi Isıtma sıcaklığı yaklaşık 18 mm/s-in hız. Not: Termal çektirme parametrelerini hedef meme kimliği ve ortam koşullarına göre farklı.</li>
		<li>Termal çektirme kılcal ortasındaki ısı ve çekme uçlarından 5 mikron, Kımlığı olan bir meme yapmak için her ikisi de uygulamak için parametreleri ayarlama ile çalışır. Not: belgili tanımlık substrate hedef nokta boyutuna göre meme kimliği boyutunu belirler. Başvuru için 5 mikron meme Kımlığı 5 nokta µm boyutunda yazdırmak olabilir.</li>
		<li>Bir cam kesici cam meme ile keserek cam meme uzunluğunu ayarlayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Meme meme tutucu ve Bağlayıcısı'nı, politetrafloroetilin (PTFE) boru için üzerinden mürekkep haznesi bağlı araya.</li>
	<li>Mürekkep-meme ucu sağlamak için hava basınç uygulayın.<ol>
<li>Hava basıncı denetleyicisinde açın ve hava baskıyı 15 ~ 20 kPa mürekkep meme ucu sağlamak için mürekkep haznesi için. Şeffaf cam meme ve hava tüpü ve meme içinde mürekkep sağlanırken kapana kısılmış olduğunu emin olmak için boru ile mürekkep akışı izlemek. Mürekkep meme ucunda görünene kadar hava basıncı mürekkep haznesi uygulayarak tutun. Not: Bu hava kabarcık tuzak Meme ucundaki neden olabilir çünkü mürekkep meme ucunda görüntülenmeden önce baskıyı azaltmak değil.</li>
		<li>Meme ucundan damlayan mürekkep olmadan haddelenmiş menisküs korumak için yaklaşık 12 kPa basıncı azaltmak. Not: Uygun hava basıncı meme büyüklüğü ve mürekkep viskozite bağlıdır. Hava basıncı için istikrarlı bir durumda menisküs korumak için istenmeyen aşırı hava sıkıştırma önlemek için 30'dan fazla kPa artırmayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Birleştirilmiş meme başından baskı sistemi düzeltmek.</li>
	<li>Cam alt katman üzerinde substrat sahibinin chuck vakum yerleştirin ve substrat tutmak için vakum pompası üzerinde açın.</li>
	<li>Stand-off mesafeyi (H) ayarlamak için z ekseni sahne hareket — meme ucunu ve substrat pozisyon arasındaki boşluğu — yaklaşık 100 µm. için stand-off mesafe mesafe kullanarak tahmin etmek için izleme kamera tarafından alınan yan görünümü görüntü kullanın Şekil 2' de gösterildiği gibi yansıma için meme ucu. Not: Bir daha küçük mesafe stand-off jeti için daha düşük bir DC ve darbe gerilimleri ile yazdırma kolaylaştırabilir daha yüksek bir elektrik alanı yol açar. Ancak, alt stand-off mesafe daha büyük damla neden olabilir. Bu nedenle, voltaj büyüklüğü istenen nokta boyutu elde etmek için buna göre azaltılacak. Genel olarak, daha az püskürtme ile daha küçük yazdırılan nokta elde etmek için daha düşük bir gerilim kullanılması önerilir. Ancak, stand-off mesafe nedeniyle meme kırılması ile belgili tanımlık substrate çarpışma tarafından daha yüksek bir şans daha az 50 µm olduğunda dikkatli bir işlem gereklidir. Jeti yeteneği ve güvenilirlik ticaret-off ilişkisi göz önüne alındığında 100 µm bir stand-off mesafe kullanmanızı tavsiye ederiz.</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig2.jpg"> Şekil 2: yan görünümü kamera görüntü kullanarak Stand-off mesafe ayarı. Yan görünümü kamera meme görüntüden stand-off mesafe tahmin etmek için kullanılabilir. Stand-off uzaklık (H) meme ucundan substrat kolayca onun gölge meme ucundan yarım uzaklık olarak tahmin edilebilir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="8"><li>
Uygula DC ve darbe gerilimleri Not: DC ve darbe gerilimleri kontrollü üzerinden yazdırma yazılımı olabilir.<ol>
<li>DC gerilimi mürekkep damlar meme ucu dışarı kadar yavaş yavaş artırın. Not: hedef gerilim hemen geçerli değildir. Artan gerilim az 100 V teker teker olmalıdır. Genel olarak, daha--dan 600 V DC gerilimi geçerli değildir.</li>
		<li>Meme damlayan mürekkep yok daha fazla görülmektedir kadar DC gerilimi biraz başlangıcından DC gerilimi azaltmak. Not: pnömatik basınç ve DC voltaj ayarlaması sonrası, menisküs Ek Şekil S1içinde gösterildiği gibi jeti için uygun bir durumda olması gerekir.</li>
		<li>Tartış parametrelerle bir negatif darbe gerilimi ayarlamak = 0 ~ 100 µs, tdurmak = 300 µs ve tdüşmek yazılım menüde = 0 µs7 (Şekil 3).</li>
		<li>Substrat tutucu, negatif darbe gerilim uygulanır. Sonra Vnabız, nabız gerilim büyüklüğü tek darbe gerilimi başına bir damlacık üretmek için ayarlayın. Not: Negatif darbe gerilimi, Vdarbe, büyüklüğü 600 V düşük olmalıdır.</li>
		<li>DC arka plan ve darbe gerilimleri kesilmediğini gözleyerek jeti nokta belgili tanımlık substrate yan görünümü kamera görüntü üzerinde hedef damlacık boyutu üzerinde yüzey elde etmek için ayarlayın. Not: daha az yüzey üzerinde püskürtme ile küçük noktalar üretmek için Vnabız, nabız gerilim büyüklüğü mümkün olduğunca düşük olması gerekir.</li>
	</ol>
</li>
</ol><img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig3.jpg"> Şekil 3: DOD jeti EHD için gerilim darbe. Trapez dalga gerilim kullanımı DOD7jeti EHD üretmek için önerilir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<ol start="9"><li>
Desenler baskı Not: Desen iki farklı türlü DOD EHD yazdırma için kullanılabilir: bitmap görüntü ve (CAD)-vektör bilgilerini alarak. Bit eşlem resmi DOD tabanlı inkjet baskıda yaygın olarak kullanmıştır. Ancak, bir tek EHD kafa kullanarak satır-tabanlı baskıda verimli olduğundan yazdırılmış elektronik uygulamalar söz konusu olduğunda, CAD tabanlı vektör bilgilerini DOD tabanlı mürekkep püskürtmeli baskı üzerinde avantajları vardır. Aynı zamanda, vektör bilgilerini bir bitmap görüntüsü bitmap resim yazdırma için içine dönüştürülebilir.<ol>
<li>
Bitmap görüntü yazdırma
		<ol>
<li>Bir bit eşlem resmi yazdırma sekmesinde yazdırma yazılımı yüklemek ve ikili bir resme dönüştürün.</li>
			<li>İkili resim yazdırma parametrelerini ayarlayın. Örneğin, açılan aralığı (Örneğin, 2 ardışık piksel arasındaki mesafe) 10 µm ayarlayın. Not: Herhangi bir fiziksel boyutları bit eşlem görüntü yok. Yazdırılan görüntünün fiziksel boyutları damla aralığı için ilgili olacaktır. Örneğin, yazdırılan görüntünün daha büyük bir damla aralığı kullanılırsa daha büyük olur. Örfî inkjet baskıda, nokta / inç (DPI) yaygın olarak bu amaç için kullanılmıştır. Ancak, küçük bir DPI daha büyük bir damla aralığı anlamına gelir unutulmamalıdır. Damla aralığı belirlemek için yazdırılan nokta boyutu dikkate alınmalıdır. Genel olarak açılan EHD DOD yazdırma için bu geleneksel mürekkep püskürtmeli baskı daha önemli ölçüde daha küçük aralığıdır.</li>
			<li>Belgili tanımlık substrate hedef konumda seçilen bit eşlem kullanarak yazdırmaya başla.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
En düşük CAD bilgilere dayanarak vektör yazdırma
		<ol>
<li>En düşük CAD bilgileri yazdırmak için yüklemek. Not: Dosya biçimi metin tabanlı CAD bilgiler olan DXF, yazdırma bilgi için kullanılabilir.</li>
			<li>Vektör yazdırma parametrelerini ayarlayın; Örneğin, 3 µm ve 10 Hz püskürtmek frekansta bırakma aralığı ayarlayın. Not: bağlantılı çizgi desenleri yazdırmak için bırakma aralığı adjacently yatırılır böylece üst üste damla biraz seçilmelidir. Ancak, çok fazla üst üste daha büyük bir çizgi genişliğini neden olabilir. Bir yaklaşık % 30 çakışan herhangi bir pratik satır yazdırma için önerilir. Durumunda, aşağıdaki denklemi yazdırma, hareket hızı (v) vektör. v = d × f Burada, d açılan aralığı = ve f püskürtmek frekans =.</li>
			<li>Damla aralığı, baskı hızı, voltaj, vb gibi önceden belirlenmiş yazdırma parametrelerini kullanarak substrat üzerine yüklenen desenler baskı Not: yazdırma işleminden sonra sinterleme işlemi bu yazının kapsamı dışındadır istenen iletkenlik yazdırılan desenler elde etmek için gerekli olabilir.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. ince iletken çizgi yakın alan Electrospinning kullanarak desenlendirme
<ol><li>İletken satırı için yakın alan electrospinning (NFES) mürekkebi olun.<ol>
<li>Etanol ve deiyonize (DI) su 3 (etanol) Çözücü 1 hazırlamak için 1 (DI su) bir hacim oranı ile karıştırın. Örneğin, mix 9 ml etanol ve DI 3 ml su 12 ml Çözücü 1 yapmak.</li>
		<li>Poli (etilen oksit) 0.3 g mix (PEO, Mwt 400.000 =) ve hazır çözücü bir polimer çözüm PEO 3 wt % ile karıştırma, daha 6 h, oda sıcaklığında (25 ° C) için bir manyetik karıştırıcı kullanarak tarafından yapmak için 1 9,7 g.</li>
		<li>Mix Ag nano yapıştırın mürekkep, yaklaşık 11.000 viskozitesi olan cP ve 5 (Ag nano Yapıştır mürekkep) 1 (polimer çözelti) mürekkep NFES. için elde etmek için 10 dakikadır bir girdap Mikser kullanarak ağırlık oranında hazırlanmış Polimer çözüm Örneğin, Ag nano 10 g hamur mürekkep ve Polimer çözüm 2 g NFES mürekkep elde etmek için karışık olabilir. Not: Bu protokol için karıştırma malzemeleri oranı genellikle daha malzemelerin belirli miktar daha önemlidir. Piyasada bulunan Ag nano Ag katı içeriği yaklaşık 85.5 wt % vardır, bu amaç için kullanılan ekran yazdırma amacıyla mürekkep yapıştırın. Not Çözücü ve polimer seçimine bağlı olarak kullanılan mürekkep kompozisyon farklı olabilir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Şırınga hazır NFES mürekkeple doldurun.</li>
	<li>Şırınga bir meme üzerinden ile bağlantı tüp bağlamak. Not: Ticari olarak mevcut enjektör iğne 100 µm, Kımlığı olan meme için kullanılabilir.</li>
	<li>Mürekkep-meme şırınga el ile iterek sağlayın.</li>
	<li>Şırınga yazdırma sistemine bağlı şırınga motor yükleyin.</li>
	<li>Bir yüzey üzerinde vakum chuck yerleştirin ve yazdırma sırasında belgili tanımlık substrate tutmak için vakum pompası açmak.</li>
	<li>Z-stand-off mesafeyi ayarlamak için pozisyon (sahne) kontrol eder. Not: Stand-off önerilen mesafe yaklaşık 2 bir geleneksel electrospinning ile kullanılan göre önemli ölçüde daha küçük stand-off uzaktan mm, olmalıdır.</li>
	<li>
Akış hızını ayarlama
	<ol>
<li>Şırınga pompa meme derleme NFES mürekkeple doldurun ve hedef akış hızı yüksek olan bir mürekkep akışı 50 µL/dk, bir başlangıç debisi ile oluşturmak için çalıştırmak.</li>
		<li>Mürekkep meme ucu dışarı akar 1 µL/dak bir hedef akış hızı ayarlayın. Not: Daha küçük bir akış hızı daha küçük bir desen Genişlik neden olabilir. Ancak, satır kırılması neden olabilir. Çizgi kalınlığı ve çizgi devamı arasındaki dengelemeyi ne zaman hedef debisi belirlenir düşünülmelidir.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Gerilim uygulamak
	<ol>
<li>DC gerilim kaynağı meme konektörüne bağlayın ve zemin gerilim yüzey sahibine bağlayın.</li>
		<li>Yavaş yavaş için 1.5 DC gerilimi artırmak kV. Not: stand-off mesafe birkaç milimetre aralığında olduğundan, DC gerilimi kadar 2 artış daha yüksek DOD EHD yazdırma jet kV. Ancak, 2'den daha yüksek bir DC gerilim kV işlevsel malzeme zarar verebilir beri kaçınılmalıdır, özellikle Ag yapıştırın mürekkep, Polimer çözüm için eklendi. Genel olarak, bir daha ince yazdırılan satır gerekli olduğunda daha düşük bir DC gerilim önerilir. Bir alçak gerilim kullanıldığında, sürekli mürekkep baskı için çekme kuvvetleri DC gerilimi ilgili, çünkü ancak, yazdırılan hatları kolayca bağlantısı kesilmiş. Ticaret-off göz önüne alındığında, biz 1 arasında bir DC gerilim kullanılmasını tavsiye kV 2 kV.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Bir kararlı durum akışı elde etmek daha--dan 10 min için 300 mm/sn baskı hızı boşta yazdırmaya başla. İstenen yazdırma sonuçları elde etmek için boş yazdırma sırasında DC gerilim ve akış hızı gibi yazdırma parametrelerini ayarlayın. Not: Birden fazla 10 dk boşta baskı çünkü viskoz mürekkep mürekkep teslim meme ucu sırasında uzun tüp içinde sıkıştırılmış bir kararlı durum akışı elde etmek için gereklidir. Boşta baskı olmadan basılı çizgi genişliğini zamanla değişebilir. Jeti parametreleri yazdırma sırasında ayarlanabilir böylece boş yazdırma hızını böylece, gerçek baskı hızı ile aynı olmalıdır. Bu şekilde, DC gerilimi hedef çizgi genişliği elde etmek için boş yazdırma sırasında ayarlanır. Şırınga pompa tarafından itti mürekkep miktarını elektrik alanı tarafından aşağı çekti mürekkep miktarını eşit olması için akış hızı ve DC gerilimi dengeli olmalıdır ki, dikkat edin.</li>
	<li>Yazdırma düzeni, sürekli bir çizgi ve kılavuz desenleri gibi seçin. Not: bu yana üretilen lif kolayca bükülmesi ve rastgele yazdırılan çizgilerle oluşturulan şarj itme gücü nedeniyle yatırılır, yazdırma hızını Yazdırma yönergeleri desenle hizalamak için 300 mm/s daha büyük olmalıdır ve yazdırılan satırları arasındaki boşluğu hazırlanmak veya satır desenler baskı için 100'den fazla µm olması tavsiye edilir.</li>
	<li>Seçilen deseni önceden belirlenmiş yazdırma parametrelerini kullanarak substrat yazdırın. Not: Sinterleme işlemi yazdırılan desenleri, hedef işlevleri elde etmek için bu yazının kapsamı dışındadır olan gerekli olabilir.</li>
</ol>

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

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu protokol için biz iyi desenleri ile iki moddan AgNP mürekkep kullanarak yazdırma üzerinde odaklanmak: DOD EHD baskı ve NFES. Ancak, uygulama yazdırma EHD jet AgNP kullanarak iletken mürekkep sınırlı değildir. Burada, mürekkep, sistem yapılandırması ve çeşitli güzel desen kullanma yazdırma EHD jet kullanmak için gereken diğer yazdırma parametrelerini seçim için genel kurallar tartışacağız.
İlk ve en önemli adım EHD baskı için mürekkep seçimini ve hazırlık olduğunu. Örfî inkjet baskıda kullanılan mürekkep DOD EHD baskıda kullanılabilir. DOD inkjet baskı için mürekkep viskozite 1 aralıkta olduğunu ~ 50 cP (genellikle 10 cP)14. Ancak, pnömatik kontrol yöntemi DOD EHD yazdırma için geleneksel bir DOD inkjet farklı olduğunu belirtmek. Geleneksel yazdırırlar mürekkebe damlayan engellemek için meme yüzey ve meme ıslatma içinde menisküs konumu korumak için negatif basınç uygulayın. Öte yandan, EHD DOD yükseltilmiş bir menisküs oluşturmak için mürekkep zorlayabilir pozitif basınç kullanır. Mürekkebin viskozite 100'den fazla olursa unutmayın cP, menisküs kontrol etmek zor çünkü hava o zaman kolayca meme ucu itme mürekkep yerine sıkıştırılmış. Jeti için viskozite aralığı meme kimliği temel bağlı olabilir Daha küçük bir meme kimliği kullanılır eğer, viskozite buna göre meme ucunu çok fazla hava sıkıştırma olmadan mürekkep tedarik için azaltılmalıdır.
Mürekkep yüzey gerilimi de uygun jeti için önemlidir. Mürekkep yüzey gerilimi 20-40 mN/m aralığında olmalıdır. Yüzey gerilimi 20'den az mN/m ise, etkileri püskürtme hakim olacaktır. Yüzey gerilimi 40'tan fazla mN/m ise, uygun EHD jeti için gerekli bir konik menisküs oluşturmak zor olacak.
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig8.jpg"> Şekil 8: EHD jeti, yüzey gerilimi etkilerini. Mürekkep için önerilen yüzey gerilimi 20-40 mN/m aralığında olduğunu. Yüzey gerilimi düşük olursa, substrat üzerine püskürtülen ilaç etkileri hakim olacaktır. Yüzey gerilimi çok yüksek ise, konik menisküs elde etmek zordur çünkü Öte yandan, uygun EHD jeti, düşüktür. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig8large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Yüzey gerilimi bir mürekkep 40'tan fazla mN/m ise, az miktarda yüzey aktif yüzey gerilimi azaltmak için mürekkep ekleyebilirsiniz. Ancak, aşırı yüzey aktif kullanımı substrat üzerine mürekkep püskürtme neden olabilir. Not Bazı polarizasyonu ile dolu mürekkep substrat püskürtme kaynaklanan jet uçuş sırasında bir itici güç üretebilir. Püskürtme etkilerini azaltmak için sürüş voltaj veya stand-off mesafe azaltılması düşünülebilir.
Güvenilir jeti için başka bir önemli kaynama noktası parametredir. Başlık ID EHD jet söz konusu olduğunda çok küçük olduğu için pozitif basınç nedeniyle haddelenmiş menisküs kolayca kurutulmuş ve meme yapışmasına neden olabilir. Onun kaynama noktası 150 ° C'nin yüksektir gerçeğine dayanarak herhangi bir mürekkep meme ucunda kurutma azaltmak için ana solvent seçilmesi gerekir Herhangi bir parçacık toplama nedeniyle tıkanmasını önlemek için mürekkep ile gözenekleri meme kimliği küçük bir boyuta filtreleriyle filtre uygulama göz önünde bulundurun Ayrıca, mürekkep parçacıkları en az 10 x meme kimliği küçük olmalıdır Genel olarak, geleneksel piezo mürekkep püskürtmeli için uygundur mürekkepler DOD EHD yazdırmak için de kullanılabilir.
NFES mürekkep DOD EHD mürekkep püskürtmeli mürekkep kıyasla daha yüksek viskozite vardır. Viskozite birkaç bin cP aralığında olmalıdır. Sürekli bir baskı için bir polimer çözüm fonksiyonel mürekkep ile karıştırılır. NFES uygulanması son zamanlarda düşük lif üretim15,16 için çeşitli uygulamalar ile polimer çözüm17işlevsel Malzemeler karıştırılarak kapsayacak biçimde genişletilmiştir. Polimer çözümleri için yüksek moleküler ağırlığa sahip, PEO ve PVP (polyvinylpyrrolidone), vb4,5,17,18,19, yaygın olarak kullanılır. NFES başlıca endişesi mürekkep iletkenlik gibi malzemenin işlevsellik süre polimer kullanarak sürekli baskı yeteneklilik korumaktır. Bu nedenle, Polimer çözüm ile ilgili fonksiyonel malzemeleri karıştırma oranı dikkatle seçilmesi gerekir. Ayrıca, DOD olgusu, bir solvent ile daha düşük kaynama noktasına (daha az 100 ° C) genellikle Polimer çözüm yapmak için kullanılmıştır.
Geleneksel mürekkep püskürtmeli mürekkep DOD EHD kullanılabilir olsa bile baskı, basınç kontrol yöntemleri EHD için baskı geleneksel bir mürekkep püskürtmeli farklı. EHD yazdırma pozitif basınç geleneksel bir mürekkep püskürtmeli negatif basınç kullanır iken nozzle dan haddelenmiş menisküs korumak için kullanır. Pozitif basınç kontrolü için iki tür basınç kontrol yöntemleri — hidrostatik basınç ve basınçlı hava —, Şekil 9' da gösterildiği gibi mürekkep viskozite ve meme ID bağlı olarak kullanılabilir. Daha küçük bir meme için mürekkep için meme ucu itmek için hidrostatik basınç yerine hava basıncı kullanılmalıdır. Ancak, hava-ebilmek var olmak kolayca basmak bu yana yüksek viskozite mürekkep veya bir meme bir kimlik ile az 2 µm, kullanırken uygun bir hava basıncı kontrolü zor olabilir. Öte yandan, başlık boyutu 50'den fazla µm ise, hava basıncı hafif bir varyasyon menisküs konumu etkileyebilir. Mürekkebin viskozite ulaşamaz ve meme fazla 50 µm, hidrostatik basınç sıvı yüksekliği kullanarak tutarlı menisküs konumu korumak için kullanılmalıdır.
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig9.jpg"> Şekil 9: basınç kontrol DOD jeti için. Pozitif basınç bekleme durumu, haddelenmiş menisküs gerekli değildir. Menisküs için basınç hidrostatik basınç (mürekkep haznesi ve meme ucu arasındaki yükseklik farkı kullanarak) veya basınçlı hava bir hava kompresörü üzerinden kontrol edilebilir. Kontrol yöntemleri yelpazesi meme büyüklüğü ve mürekkep viskozite göre farklı. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig9large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
NEFS söz konusu olduğunda, bir şırınga pompa yüksek viskoz mürekkep hava basıncı ile itti bu yana mürekkep için meme beslemek için kullanılabilir. Mürekkep basınç altında ve bir sabit sağlandığında sıkıştırılmış Not akış oranı üzerinden bir şırınga pompa. Ayrıca, önemli bir zaman kararlı durum akışı Meme ucundaki ulaşmak sıkıştırılmış mürekkep için gerekli olabilir. Baskı mürekkep-sıkıştırma etkisi en aza indirmek için enjektör ve meme ucu arasında bağlantı tüp olabildiğince kısa olmalıdır. Ayrıca, bağlanan tüp baskı viskoz mürekkep tarafından neden olduğu genişleme etkileri en aza indirmek zor olmalı. Mürekkep sıkıştırma etkileri en aza indirmek için şırınga şırınga meme için bağlanma tüp uzunluğu azaltmak için baskı donanımları (Etap) eklenmelidir. Bu amaçla, biz Şekil 10' da gösterildiği gibi Vidalı Motorlu denetleyicisinden ayrılmış olabilir bir şırınga pompa kullanılır.
<img alt="Figure 10" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig10.jpg"> Şekil 10: electrospinning için bir sıvı sistemi. Sıvı sistemi electrospinning için iki bölümden oluşur: şırınga pompa sistemi ve şırınga-meme montaj. Enjektör pompa sistemi vida motor ve bir akış hızı denetleyicisi içerir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig10large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Nokta boyutu veya desen genişliğini belirlemek için önemli parametrelerden biri meme kimliğidir. Örfî inkjet kafa farklı olarak, herhangi bir erişim düzenekleri veya karmaşık sıvı kanallarını EHD kafa gerektirmez. Sadece bir meme bir şırınga iğnesi gibi veya bir yüksek gerilim kaynağına bağlı bir cam kapiller meme gerektirir. Burada, uygun boyut kimliği seçilmelidir meme mürekkebin viskozite yanı sıra desen genişliği merkezli. Örneğin, 100'den daha düşük viskozite kullanarak bir DOD yazdırma durumunda cP, meme ID-meli var olmak daha az 50 µm. Kararlı ve tutarlı baskı elde etmek için bekleme durumu, haddelenmiş menisküs aynı konumda kalmalıdır. Ancak, ne zaman bir meme kimliği 50 µm büyük hava basıncı, voltaj, sürüş kullanılan, hafif varyasyonları ve mesafe stand-off kolayca düşük Viskoz mürekkep menisküs konumunu etkileyebilir. Menisküs konumu için jeti tutarı ile ilgili Not: daha düşük bir yerde, genellikle daha fazla damlacıkları üretir. Sonuç olarak, bir meme ile büyük bir kimlik kullanırken, nokta tekdüzelik DOD yazdırma işlemi boyunca elde etmek çok zordur. Bu nedenle, ID-meli var olmak sağlamak için az 10 µm meme nokta boyutu tekdüzelik basılmış. Daha küçük bir kimliğe sahip bir meme kullanımı yazdırma daha küçük noktalar bir avantaja sahiptir. Örneğin, bir meme kimliği 3 µm ile nokta 3 µm küçük yazdırmak olabilir ve nokta boyutu daha küçük kimliği ile bir başlık kullanarak azaltılabilir Çünkü meme ID-ebilmek var olmak kolayca hedef ile üzerinden bir piyasada bulunan termal çektirmenin bir meme küçük bir kimliğe sahip olmak için bir cam kılcal genellikle, kullanılır. Başka bir yandan NFES yüksek viskozite yazdırmak için 50 µm büyük meme kimliğine ihtiyacı (1.000 cP) mürekkep. Normalde, bir meme 100 µm, Kımlığı olan güzel desen baskı daha az 5 mikron desen uzunluğuna sahip için yaygın olarak kullanılır. Burada, piyasada bulunan şırınga iğne bu amaç için kullanılabilir.
Hem DOD EHD jet ve NFES jeti, mürekkebin viskozite meme kimliği seçmek için düşünülmelidir Ayrıca, sıvı sistemindeki basınç (veya akış hızı) miktarı meme kimliği ve mürekkep viskozite göre tespit edilmelidir. Şekil 11 üç önemli faktör arasındaki ilişkiyi gösterir: mürekkebin viskozite, meme boyut ve hava basıncı (veya akış hızı). Düşük hava basıncı ve daha küçük bir kimliğe sahip bir meme düşük Viskoz mürekkep jeti için kullanılmalıdır, ancak Şekil 11' de gösterildiği gibi yüksek basınç ve büyük bir kimliğe sahip bir meme yüksek viskoz mürekkep kullanarak olduğunda kullanılmalıdır.
<img alt="Figure 11" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig11.jpg"> Şekil 11: meme seçimi kılavuz viskozite ve basınç ile ilgili. Bu rakam meme kimliği, viskozite ve pnömatik basınç arasındaki ilişkiyi açıklar. Son derece ağdalı bir mürekkep kullanılıyorsa, örneğin, bir büyük başlık ve/veya daha yüksek hava basıncı ihtiyaç vardır, ya da tam tersi. Benzer şekilde, menisküs denetimi için daha yüksek hava basıncı bir meme bir daha küçük kimliği veya tersiile kullanırken gereklidir. Yine de, yüksek hava basıncı mürekkebi düzgün için meme ucu meme kimliği çok küçük veya hava kolayca sıkıştırılmış olabilir çünkü viskozite çok yüksek olduğunda bas edemez. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig11large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Yazdırma sırasında Meme dış kısmı meme ucundan mürekkep akar tarafından ıslak. Önemli ıslatma huzurunda uygun jeti kontrol zor olabilir. Islatma olası neden ya yanlış mürekkep özellikleri, yüzey gerilimi gibi veya DC gerilim gibi parametreleri yanlış bir ayar olması ve basınç/oranı akışı. Islatma meme üzerinde devam ederse, meme yüzeyi ile ilgili mürekkep hidrofobik özellikleri var, böylece meme yüzey işlem gerekebilir.
DOD yazdırmak için iki farklı gerilim kaynakları gerekli7,11türüdür: bekleme menisküs şeklini korumak için bir DC arka plan gerilim ve DOD jeti oluşturmak için bir darbe gerilimi. Ancak, sürekli mikro-çizgi desenleri çok yüksek viskoz mürekkep kullanarak yazdırmak için yalnızca DC gerilimi NFES kullanır (1.000'den fazla cP). 1-arasında yüksek DC gerilim kV 2 kV meme ve tüp arasında eklenen metal konektörüne uygulandığı. Düz bir çizgi yazdırmak için biz kullanılan kısa stand-off mesafe 1 ~ 3 mm ve bu yüzden yönteminin geleneksel uzakta-tarla electrospinning12' ye,13 karşılaştırıldığında farklı özelliklere sahip "yakın alan" electrospinning (NFES) denir .
Bu iletişim kuralı, bir cam alt katman deneyler için kullanılan ancak substrat farklı türde uygulamaları göre kullanılabilir. Ancak, bu yüksek yalıtım özelliği [Örneğin, polietilen tereftalat (PET) film] yüzeylerde ön yüzeyinde biriken elektrik statik yükleri kaldırmak için kimyasal bir kaplama gibi gerekir unutulmamalıdır.
EHD jet çeşitli uygulamalar için kullanmak için baskı ve hazırlık yönergeleri Tablo 1' de özetlenmiştir.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>DOD EHD püskürtmeli baskı</td>
			<td>Alan electrospinning (sürekli baskı)</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">Mürekkep gereksinimi</td>
			<td>Viskozite aralığı: 1 ~ 100 cP.</td>
			<td>Viskozite: 100 cP ~ 10.000 cP.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Yüzey gerilimi: 20-40 mN/m.</td>
			<td rowspan="2">Kaynama noktası: az 100 ° c</td>
		</tr>
<tr>
<td>Solvent kaynama noktası: birden fazla 150 ° C.</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Sıvı sistemi</td>
			<td>Sıvı yüksekliği (hidrostatik kuvvet): 50µm'in iç çapı ile meme.</td>
			<td rowspan="2">Enjektör pompa sürekli akış hızı ile.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hava basıncı: iç çap daha az 10 µm ile meme.</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Meme iç çap gereksinimi</td>
			<td>En fazla 10 µm istikrarlı jeti için önerilir.</td>
			<td rowspan="2">100'den fazla µm 5µm daha az genişliğe sahip ince desenlendirme için kullanılabilir.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Genel olarak: iç çap 5 mikron ile noktalar ile büyüklük-in 5µm hakkında yazdırabilirsiniz.</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Gerilim gereksinimi</td>
			<td>DC arka plan gerilimi: az 600 V</td>
			<td rowspan="2">DC gerilimi: az 2 kV.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Darbeli gerilim jeti için: birkaç volt yüzlerce.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Yazdırma hızı</td>
			<td>Düşük, az 10 mm/s.</td>
			<td>300 mm/s daha hızlı.</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="2">Yazılım gereksinimi</td>
			<td>Raster (bitmap görüntüsü) yazdırma.</td>
			<td>Basit ızgara desen.</td>
		</tr>
<tr>
<td>Vektör yazdırma (CAD dayalı bilgi).</td>
			<td>Açma-kapama şartı ile desenlendirme jeti sürekli doğası nedeniyle mümkün değildir.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1: hazırlık ve yazdırma yönergeleri DOD ve sürekli EHD jet özetini. Tablo gereksinimleri ve öneriler için iyi desenlendirme EHD jet kullanarak özetler.

1biçimlenme yüksek çözünürlüklü ve düşük maliyetli doğrudan yeteneğine sahip olduğundan EHD püskürtmeli baskı yazdırılmış elektronik, biyoteknoloji ve gelişmiş malzeme uygulamaları, gibi çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılan. Yazdırılan çizgi genişliğini veya yazdırılan nokta boyutu 1 µm için1baskı geleneksel piezo tabanlı mürekkep püskürtmeli önemli ölçüde küçük olan azaltılabilir.
EHD baskıda mürekkep (veya menisküs) küçük bir bölümünü meme ucu dışarı itti ve akış oranı1,2,3,4,5 veya1 olumlu hava basıncı kontrol ederek muhafaza ,6,7. Haddelenmiş menisküs suçlanıyor ve kolayca meme uç--dan belgili tanımlık substrate elektrik alan tarafından Şekil 1' de gösterildiği gibi çekilebilir. Konik menisküs jeti sırasında Meme boyutundan daha çok ince bir mürekkep akışı üreten oluşturulur.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig1.jpg"> Şekil 1: EHD yazdırma. Resim EHD püskürtmeli baskı prensiplerini göstermektedir. Mürekkep baskı yolu ile itilir ve yükseltilmiş bir menisküs nozzle dan oluşturmak için bir elektrik alanı ile çekti. Sonra şarj edilmiş mürekkep kolayca substrat üzerinden bir DC veya darbeli gerilim için jeti. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Tek bir EHD yazıcı iki farklı mod, yakın alan electrospinning (NFES) ve istek üzerine damla (DOD) EHD jet baskı için kullanılabilir olsa bile, gerçekleşme yöntemleri önemli ölçüde mürekkep, sıvı sistemi ve sürüş gerilim1 açısından farklı , 2 , 3. Örneğin, NFES4,5 nispeten yüksek viskoz bir mürekkep kullanır [1.000'den fazla centipoises (cP)] 1 m/s yüksek hızlı baskı ile sürekli mikro-çizgi desenleri oluşturmak için. Öte yandan, DOD EHD 10 civarında bir viskozite ile6,7,8 kullanır düşük Viskoz mürekkep baskı jet cP nokta tabanlı karmaşık desenler düşük bir baskı ile baskı hızı: az 10 mm/s.
Her bir modu için gereksinimi önemli ölçüde farklı olduğu için istenilen sonuca ulaşmak deneyimsiz araştırmacılar için zor olabilir. Ampirik "know-how" uygulamada önemli olabilir. Araştırmacılar alışmak yardımcı olmak için baskı yöntemleri biz iletişim kuralları için iyi iletken desenlendirme Ag nanopartikül mürekkep kullanarak yazdırma EHD mevcut. Böylece onlar bir iletken desenlendirme Ag nanopartikül mürekkep kullanarak sınırlı değildir ancak, biz protokollere yorum ekledi. Son olarak, baskı ve hazırlık yönergeleri tartışma bölümünde sunulmaktadır.

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

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

Çünkü bir yüksek çözünürlüklü ve düşük maliyetli doğrudan desenlendirme aracı olarak kullanılabilir Electrohydrodynamic (EHD) jet baskı çeşitli alanlarda dikkat çekti. EHD yazdırma akışkan bir tedarikçi meme ucunu Mürekkebim iterek haddelenmiş menisküs korumak için kullanır. Elektrik alanı daha sonra aşağı yüksek çözünürlüklü desenler üretmek için belgili tanımlık substrate menisküs çekmek için kullanılır. EHD baskı iki mod iyi desenlendirme için kullanılan: sürekli yakın alan electrospinning (NFES) ve nokta tabanlı damla-on-demand (DOD) EHD yazdırma. Yazdırma modları göre yazdırma ekipman ve mürekkep viskozite için gereksinimleri değişir. İki farklı mod ile tek bir EHD yazıcı uygulanabilir olsa bile, gerçekleştirme yöntemleri mürekkebi, sıvı sistemi ve sürüş gerilim açısından önemli ölçüde farklı. Sonuç olarak, jeti gereksinimleri ve kısıtlamaları uygun bir anlayış olmadan, istediğiniz sonuçları elde etmek zordur. Bu kağıt amacı böylece tecrübesiz araştırmacılar EHD kendi özel araştırma ve geliştirme amaçları için kullanmak için deneme yanılma çabaları azaltabilir bir kılavuz sunmaktır. Fine-desenlendirme uygulama göstermek için biz Ag nanopartikül mürekkep protokolündeki iletken desenlendirme için kullanın. Buna ek olarak, biz de mürekkep çeşitli güzel desenlendirme uygulamalar için diğer türleri için kullanılan yaygın yazdırma yönergeleri mevcut.

Nokta tabanlı istek üzerine açılan yazdırma: DOD baskı bir jeti tetikleyici jeti bir damlacık temel alır. Jeti, DOD ile yaklaşık 10 viskozitesi düşük Viskoz mürekkep üretmek için cP kullanılmalıdır. Bu geleneksel DOD inkjet EHD yazdırma yöntemine olduğu gibi EHD DOD baskı mürekkep gereksinimini geleneksel DOD inkjet için benzer. Çok meme başları kullanarak bit eşlem resim yazdırma için uygun olduğu için geleneksel mürekkep püskürtmeli baskı söz konusu olduğunda, raster baskı tekniği yaygın, kullanılmıştır. Ancak, bir EHD püskürtmeli baskı söz konusu olduğunda, bir sınır yoktur çok meme başından püskürtme uçlarını arasında elektrik çapraz konuşma nedeniyle uygulanmasında. Böylece, tek bir meme kullanarak vektör yazdırma CAD tabanlı satır yazdırma için yaygın olarak kullanılır. Yine de, raster veya vektör yazdırma modu seçilebilir desenlendirme türleri yazdırmak için yazdırma yazılımı olmalıdır. Algoritma ve uygulama göre yazdırma modları farklı olabilir unutmayın. Tek bir eksen nokta ana yönde yazdırmak ve ardından sonraki tarama alanı alt yönde taşımak için raster baskıda kullanılan ise, vektör modunda eşzamanlı hareketleri x, y yön çizgileri yazdırmak için kullanılır. Raster ve vektör kullanarak temsilcisi yazdırma sonuçları baskı Şekil 4' te gösterilmiştir.
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig4.jpg"> Şekil 4: DOD jeti EHD kullanarak tipik yazdırma sonuçları. (bir) Bu panel bitmap yazdırmayı (raster yazdırma) gösterir. (b) Bu panel CAD bilgilere dayanarak vektör yazdırma gösterir. Nokta tabanlı EHD jet yazdırma bitmap görüntüleri (raster baskı) ve satırlar (vektör yazdırma) CAD tabanlı yazdırmak için kullanılabilir. Burada, 250 V DC gerilim ve bir darbe gerilimi-250 V, her iki desenler baskı için kullanılmıştır. Panel biriçinde damla aralığı için 10 µm noktaları ayırmak için ayarlandı. Panel bdesen noktalar şeklinde çizgiler için bağlı 10 Hz frekans ve 3 µm bir damla aralığı kullanılarak basıldı.
Yakın alan electrospinning: NFES 1.000'den fazla yüksek viskoz mürekkep kullanır yazdırmak için cP desenler sürekli. Yani, bitmap görüntüler veya CAD bilgi yazdırma ve yazdırılmayan konumları ile yazdıramaz. Sonuç olarak, karmaşık desenler yerine NFES yüksek bir yazdırma hızını kullanarak yazdırma düz çizgiler için uygundur. Izgara desen, Şekil 5' te gösterildiği gibi yaygın olarak kullanılır.
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig5.jpg"> Şekil 5: baskı sonucu tipik NFES. (bir) Bu panel electrospinning baskı için tipik ızgara desen gösterir. (b) Bu panel üzerinde baskı sonucu yazdırma hızını etkisini gösterir. NFES iki amaç için yüksek baskı hızı gerektirir: desen genişliği azaltmak için ve baskı desenleri yazdırma yönü ile ilgili olarak hizalamak için. Jeti davranışı yavaş yazdırma bölgede öngörülemeyen olduğundan, hızlı yazdırma bölge düz çizgi parçaları hariç tutarak kullanılmalıdır.
Sürekli desenleri NFES kullanarak yazdırmak için yazdırma hızını yazdırılan desenleri yazdırma yönü ile hizalamak için 300 mm/s daha hızlı olmalıdır. Hızlı yazdırma hızını da bir ince desen Genişlik11elde etmek için yardımcı olur. Meme kimliği ile ilgili olarak desen genişliği azaltma oranını baskı koşullarına bağlı olarak 20'den fazla x olabilir. Örneğin, 100 µm meme Kımlığı bir desen genişliği 5 mikron küçük üretmek olabilir. Yani, NFES çok güzel desenler çok viskoz mürekkep kullanarak elde etmek için çok etkili bir yöntemdir. Ancak, desen doğruluk ve genişliği kolayca yazdırma hızı varyasyon tabi vardır. Kaçınılmaz ivme vardır Not ve yavaşlama bölgeler nerede yazdırma hızını çok olabilir düşük (veya sıfır) yazdırma yönünü değiştirmek için. Bu bölgelerde, yazdırılan desenleri düzgün olmayan ve hareket yönüne göre Hizala haline gelebilir. Bu nedenle, yüksek hızlı bölge yalnızca yakınındaki yazdırılan desenleri kullanımı önerilir. Şekil 5a' gösterildiği gibi yazdırılan desenleri hızlanma ve yavaşlama bölgeleri (düşük yazdırma hızı bölgeler) yakınındaki atılmalıdır. Bazı durumlarda, düşük bir jeti hızlı bir dalga deseni oluşturmak için kullanılabilir. 100 mm/s düşük bir yazdırma hızını kullanarak, desenleri Şekil 6' da gösterildiği gibi dalgalı, olabilir. Dalgalı desen gerilebilir elektronik uygulamalarda yararlı olabilir. Ancak, çizgi genişliği kadar fazla 10 µm nedeniyle düşük yazdırma hızını artırabilir.
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig6.jpg"> Şekil 6: düşük yazdırma hızını kullanarak dalgalı desenleri örneği. Düşük baskı hızı (yaklaşık 100 mm/s) dalgalı çizgiler üretebilir. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Yazdırma bazı uygulamalarda, 1 µm küçük genişliğe sahip son derece ince desenleri gereklidir. İyi bir desen elde etmek için bir yazdırma hız hızlı 1 m/s olarak kabul edilebilir. Ancak, aşırı yüksek bir yazdırma hızını satırlarından bağlantısı kesilmiş (ya da kırık) neden olabilir. Yani, akış hızı, çizgi genişliğini, yazdırma hızını ve esnekliği polimer gibi çeşitli yazdırma koşulları herhangi bir satır kırılma olmadan güzel desenler baskı için optimize edilmelidir. Yazdırma hızını ve DC gerilimi 300 olduğunda, Şekil 7 akış oranı etkileri yazdırma sonuçları gösterilmiştir mm/s ve 1200 V, anılan sıraya göre.
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57846/57846fig7.jpg"> Şekil 7: desen genişliği göre akış hızı. Akış hızı desen genişliğiyle ilgili. Bir daha düşük debi ile ince bir desen elde edilebilir. Örneğin, akış hızı 50 µL/dk ile yüksek ise, linewidth 34 µm ile büyük olacaktır. Ne zaman akış hızı 1 µL/dk ve 0.1 µL/dak, 8 µm ve 1 µm, uzunluğuna sahip ince desenler için sırasıyla, azaltır elde edilebilir. Akış hızı çok küçük ise, çizgi deseni kırık bağlantı kesildi ve unutmayın. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/57846fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
Şekil S1: bekleme menisküs şekil baskı koşullarına göre. Uygun menisküs şekil istikrarlı DOD jeti elde etmek için doğru hava basıncı ile yazdırma işlemi ve bir DC arka plan gerilimi sağlanmalıdır. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/Figure_S1.tif">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>
Şekil S2: electrospinning yazdırma şematik. Electrospinning yazdırma için bileşenleri gösterilir. Not yüksek bir DC gerilim elektrik ücretleri için mürekkep tedarik ve substrat için mürekkep çeker elektrik alanı üretmek için meme tutucu uygulandı. NFES durumunda, 1 için belgili tanımlık substrate meme ucundan stand-off mesafe olmalıdır ~ 3 mm baskı yön boyunca normal amortisman yazdırmak için. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57846/Figure_S2_Modified.tif">Bu dosyayı indirmek için buraya tıklayınız.</a>

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

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

Yüksek çözünürlüklü Electrohydrodynamic Jet iki modu kullandıktan biçimlenme: damla talep ve yakın alan Electrospinning

Burada, yüksek çözünürlüklü iletken desenleri electrohydrodynamic (EHD) jet baskı kullanarak üretmek için bir protokol mevcut. Protokol EHD püskürtmeli baskı iki mod içerir: sürekli yakın alan electrospinning (NFES) ve istek üzerine damla (DOD) EHD nokta tabanlı yazdırma.

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

high-resolution-patterning-using-two-modes-electrohydrodynamic-jet

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Bioengineering

9.6K Görüntüleme.  Soonchunhyang University. Burada, yüksek çözünürlüklü iletken desenleri electrohydrodynamic (EHD) jet baskı kullanarak üretmek için bir protokol mevcut. Protokol EHD püskürtmeli baskı iki mod içerir: sürekli yakın alan electrospinning (NFES) ve istek üzerine damla (DOD) EHD nokta tabanlı yazdırma.

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

High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

Many biological and clinical studies require the longitudinal study and analysis of morphology and function with cellular level resolution. Traditionally, multiple experiments are run in parallel, with individual samples removed from the study at sequential time points for evaluation by light microscopy. Several intravital techniques have been developed, with confocal, multiphoton, and second harmonic microscopy all demonstrating their ability to be used for imaging in situ 1. With these systems, however, the required infrastructure is complex and expensive, involving scanning laser systems and complex light sources. Here we present a protocol for the design and assembly of a high-resolution microendoscope which can be built in a day using off-the-shelf components for under US$5,000. The platform offers flexibility in terms of image resolution, field-of-view, and operating wavelength, and we describe how these parameters can be easily modified to meet the specific needs of the end user.
We and others have explored the use of the high-resolution microendoscope (HRME) in in vitro cell culture 2-5, in excised 6 and living animal tissues 2,5, and in human tissues in vivo 2,7. Users have reported the use of several different fluorescent contrast agents, including proflavine 2-4, benzoporphyrin-derivative monoacid ring A (BPD-MA) 5, and fluoroscein 6,7, all of which have received full, or investigational approval from the FDA for use in human subjects. High-resolution microendoscopy, in the form described here, may appeal to a wide range of researchers working in the basic and clinical sciences. The technique offers an effective and economical approach which complements traditional benchtop microscopy, by enabling the user to perform high-resolution, longitudinal imaging in situ.

High-resolution Fiber-optic Microendoscopy for in situ Cellular Imaging

In many biological and clinical situations it is advantageous to study cellular processes as they evolve in their native microenvironment. Here we describe the assembly and use of a low-cost fiber-optic microscope which can provide real time imaging in cell culture, animal studies, and clinical patient studies.

Yüksek çözünürlüklü Fiber-optik Mikroendoskopi In situ Hücresel Görüntüleme

Many biological and clinical studies require the longitudinal study and analysis of morphology and function with cellular level resolution.  ...

Biyomühendislik

Electrospinning Fundamentals: Optimizing Solution and Apparatus Parameters

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. Electrospinning is a process in which a charged polymer jet is collected on a grounded collector; a rapidly rotating collector results in aligned nanofibers while stationary collectors result in randomly oriented fiber mats. The polymer jet is formed when an applied electrostatic charge overcomes the surface tension of the solution. There is a minimum concentration for a given polymer, termed the critical entanglement concentration, below which a stable jet cannot be achieved and no nanofibers will form - although nanoparticles may be achieved (electrospray). A stable jet has two domains, a streaming segment and a whipping segment. While the whipping jet is usually invisible to the naked eye, the streaming segment is often visible under appropriate lighting conditions. Observing the length, thickness, consistency and movement of the stream is useful to predict the alignment and morphology of the nanofibers being formed. A short, non-uniform, inconsistent, and/or oscillating stream is indicative of a variety of problems, including poor fiber alignment, beading, splattering, and curlicue or wavy patterns. The stream can be optimized by adjusting the composition of the solution and the configuration of the electrospinning apparatus, thus optimizing the alignment and morphology of the fibers being produced. In this protocol, we present a procedure for setting up a basic electrospinning apparatus, empirically approximating the critical entanglement concentration of a polymer solution and optimizing the electrospinning process. In addition, we discuss some common problems and troubleshooting techniques.

Electrospinning techniques can create a variety of nanofibrous scaffolds for tissue engineering or other applications. We describe here a procedure to optimize the parameters of the electrospinning solution and apparatus to obtain fibers with the desired morphology and alignment. Common problems and troubleshooting techniques are also presented.

Elektrospinning Temelleri: Optimizasyon Çözümü ve Cihazlar Parametreleri

Electrospun nanofiber scaffolds have been shown to accelerate the maturation, improve the growth, and direct the migration of cells in vitro. ...

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

TIRF microscopy has emerged as a powerful imaging technology to study spatio-temporal dynamics of fluorescent molecules in vitro and in living cells1. The optical phenomenon of total internal reflection occurs when light passes from a medium with high refractive index into a medium with low refractive index at an angle larger than a characteristic critical angle (i.e. closer to being parallel with the boundary). Although all light is reflected back under such conditions, an evanescent wave is created that propagates across and along the boundary, which decays exponentially with distance, and only penetrates sample areas that are 100-200 nm near the interface2. In addition to providing superior axial resolution, the reduced excitation of out of focus fluorophores creates a very high signal to noise ratios and minimizes damaging effects of photobleaching2,3. Being a widefield technique, TIRF also allows faster image acquisition than most scanning based confocal setups.
At first glance, the low penetration depth of TIRF seems to be incompatible with imaging of bacterial and fungal cells, which are often surrounded by thick cell walls. On the contrary, we have found that the cell walls of yeast and bacterial cells actually improve the usability of TIRF and increase the range of observable structures4-8. Many cellular processes can therefore be directly accessed by TIRF in small, single-cell microorganisms, which often offer powerful genetic manipulation techniques. This allows us to perform in vivo biochemistry experiments, where kinetics of protein interactions and activities can be directly assessed in living cells.
We describe here the individual steps required to obtain high quality TIRF images for Saccharomyces cerevisiae or Bacillus subtilis cells. We point out various problems that can affect TIRF visualization of fluorescent probes in cells and illustrate the procedure with several application examples. Finally, we demonstrate how TIRF images can be further improved using established image restoration techniques.

Total Internal Reflection Fluorescence (TIRF) microscopy is a powerful approach to observe structures close to the cell surface at high contrast and temporal resolution. We demonstrate how TIRF can be employed to study protein dynamics at the cortex of cell wall-enclosed bacterial and fungal cells.

Mikroorganizmalarda Cortex Organizasyon ve Dinamiği Görselleştirme, Toplam İç Yansıma Floresan Mikroskobu kullanılarak

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

Cell Co-culture Patterning Using Aqueous Two-phase Systems

Cell patterning technologies that are fast, easy to use and affordable will be required for the future development of high throughput cell assays, platforms for studying cell-cell interactions and tissue engineered systems. This detailed protocol describes a method for generating co-cultures of cells using biocompatible solutions of dextran (DEX) and polyethylene glycol (PEG) that phase-separate when combined above threshold concentrations. Cells can be patterned in a variety of configurations using this method. Cell exclusion patterning can be performed by printing droplets of DEX on a substrate and covering them with a solution of PEG containing cells. The interfacial tension formed between the two polymer solutions causes cells to fall around the outside of the DEX droplet and form a circular clearing that can be used for migration assays. Cell islands can be patterned by dispensing a cell-rich DEX phase into a PEG solution or by covering the DEX droplet with a solution of PEG. Co-cultures can be formed directly by combining cell exclusion with DEX island patterning. These methods are compatible with a variety of liquid handling approaches, including manual micropipetting, and can be used with virtually any adherent cell type.

Aqueous two-phase systems were used to simultaneously pattern multiple populations of cells. This fast and easy method for cell patterning takes advantage of the phase separation of aqueous solutions of dextran and polyethylene glycol and the interfacial tension that exists between the two polymer solutions.

Sulu İki fazlı sistemler kullanma Hücre Co-kültür desenlendirme

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

Permeabilization of Adhered Cells Using an Inert Gas Jet

Various cell transfection techniques exist and these can be broken down to three broad categories: viral, chemical and mechanical. This protocol describes a mechanical method to temporally permeabilize adherent cells using an inert gas jet that can facilitate the transfer of normally non-permeable macromolecules into cells. We believe this technique works by imparting shear forces on the plasma membrane of adherent cells, resulting in the temporary formation of micropores. Once these pores are created, the cells are then permeable to genetic material and other biomolecules. The mechanical forces involved do run the risk of permanently damaging or detaching cells from their substrate. There is, therefore, a narrow range of inert gas dynamics where the technique is effective. An inert gas jet has proven efficient at permeabilizing various adherent cell lines including HeLa, HEK293 and human abdominal aortic endothelial cells. This protocol is appropriate for the permeabilization of adherent cells both in vitro and, as we have demonstrated, in vivo, showing it may be used for research and potentially in future clinical applications. It also has the advantage of permeabilizing cells in a spatially restrictive manner, which could prove to be a valuable research tool.

This protocol describes a method for the temporary permeabilization of adherent cells using an inert gas jet. This technique facilitates the transfer of genetic material and biomolecules into adherent mammalian cells by the utilization of mechanical forces to disrupt the plasma membrane.

Bir atıl gaz püskürtüsünün kullanılması Uygulanan Hücrelerinin Permeabilization

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

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

Cell patterning platforms support broad research goals, such as construction of predefined in vitro neuronal networks and the exploration of certain central aspects of cellular physiology. To easily combine cell patterning with Multi-Electrode Arrays (MEAs) and silicon-based &#8216;lab on a chip&#8217; technologies, a microfabrication-compatible protocol is required. We describe a method that utilizes deposition of the polymer parylene-C on SiO2&#160;wafers. Photolithography enables accurate and reliable patterning of parylene-C at micron-level resolution. Subsequent activation by immersion in fetal bovine serum (or another specific activation solution) results in a substrate in which cultured cells adhere to, or are repulsed by, parylene or SiO2 regions respectively. This technique has allowed patterning of a broad range of cell types (including primary murine hippocampal cells, HEK 293 cell line, human neuron-like teratocarcinoma cell line, primary murine cerebellar granule cells, and primary human glioma-derived stem-like cells). Interestingly, however, the platform is not universal; reflecting the importance of cell-specific adhesion molecules. This cell patterning process is cost effective, reliable, and importantly can be incorporated into standard microfabrication (chip manufacturing) protocols, paving the way for integration of microelectronic technology.

Cell Patterning on Photolithographically Defined 
Parylene-C: SiO2 Substrates

This protocol describes a microfabrication-compatible method for cell patterning on SiO2. A predefined parylene-C design is photolithographically printed on SiO2 wafers. Following incubation with serum (or other activation solution) cells adhere specifically to (and grow according to the conformity of) underlying parylene-C, whilst being repulsed by SiO2 regions.

Photolithographically Tanımlı Parylene-C hücre Desenlendirme: SiO<sub&gt; 2</sub&gt; Yüzeyleri

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

Using Adhesive Patterning to Construct 3D Paper Microfluidic Devices

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct both planar and nonplanar 3D paper microfluidic devices. By spraying an aerosol adhesive through a metal stencil, the overall amount of adhesive used in assembling paper microfluidic devices can be significantly reduced. We show on a simple 4-layer planar paper microfluidic device that the optimal adhesive application technique and device construction style depends heavily on desired performance characteristics. By moderately increasing the overall area of a device, it is possible to dramatically decrease the wicking time and increase device success rates while also reducing the amount of adhesive required to keep the device together. Such adhesive application also causes the adhesive to form semi-permanent bonds instead of permanent bonds between paper layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use. Nonplanar 3D origami devices also benefit from the semi-permanent bonds during folding, as it reduces the likelihood that unrelated faces may accidently stick together. Like planar devices, nonplanar structures see reduced wicking times with patterned adhesive application vs uniformly applied adhesive.

We demonstrate the use of patterned aerosol adhesives to construct 3D paper microfluidic devices. This method of adhesive application forms semi-permanent bonds between layers, enabling single-use devices to be non-destructively disassembled after use and to ease folding complex nonplanar structures.

3D Kağıt mikroakışkan Cihazlar Construct Yapışkan Desenlendirme kullanma

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

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

While various smart materials have been explored for a variety of biomedical applications (e.g., drug delivery, tissue engineering, bioimaging, etc.), their ultimate clinical use has been hampered by the lack of biologically-relevant degradation observed for most smart materials. This is particularly true for temperature-responsive hydrogels, which are almost uniformly based on polymers that are functionally non-degradable (e.g., poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAM) or poly(oligoethylene glycol methacrylate) (POEGMA)). As such, to effectively translate the potential of thermoresponsive hydrogels to the challenges of remote-controlled or metabolism-regulated drug delivery, cell scaffolds with tunable cell-material interactions, theranostic materials with the potential for both imaging and drug delivery, and other such applications, a method is required to render the hydrogels (if not fully degradable) at least capable of renal clearance following the required lifetime of the material. To that end, this protocol describes the preparation of hydrolytically-degradable hydrazone-crosslinked hydrogels on multiple length scales based on the reaction between hydrazide and aldehyde-functionalized PNIPAM or POEGMA oligomers with molecular weights below the renal filtration limit. Specifically, methods to fabricate degradable thermoresponsive bulk hydrogels (using a double barrel syringe technique), hydrogel particles (on both the microscale through the use of a microfluidics platform facilitating simultaneous mixing and emulsification of the precursor polymers and the nanoscale through the use of a thermally-driven self-assembly and cross-linking method), and hydrogel nanofibers (using a reactive electrospinning strategy) are described. In each case, hydrogels with temperature-responsive properties similar to those achieved via conventional free radical cross-linking processes can be achieved, but the hydrazone cross-linked network can be degraded over time to re-form the oligomeric precursor polymers and enable clearance. As such, we anticipate these methods (which may be generically applied to any synthetic water-soluble polymer, not just smart materials) will enable easier translation of synthetic smart materials to clinical applications.

Protocols are described for the fabrication of degradable thermoresponsive hydrogels based on hydrazone cross-linking of polymeric oligomers on the bulk scale, microscale, and nanoscale, the latter for preparation of both gel nanoparticles and nanofibers.

Parçalanabilir Thermoresponsive Hydrogels birden fazla uzunluğu ölçeklerde yolu ile reaktif ekstrüzyon, havacilik, kendinden montajlı imalatı ve Electrospinning

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

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

There are many biological stimuli that can influence cell behavior and stem cell differentiation. General cell culture approaches rely on soluble factors within the medium to control cell behavior. However, soluble additions cannot mimic certain signaling motifs, such as matrix-bound growth factors, cell-cell signaling, and spatial biochemical cues, which are common influences on cells. Furthermore, biophysical properties of the matrix, such as substrate stiffness, play important roles in cell fate, which is not easily manipulated using conventional cell culturing practices. In this method, we describe a straightforward protocol to provide patterned bioactive proteins on synthetic polyethylene glycol (PEG) hydrogels using photochemistry. This platform allows for the independent control of substrate stiffness and spatial biochemical cues. These hydrogels can achieve a large range of physiologically relevant stiffness values. Additionally, the surfaces of these hydrogels can be photopatterned with bioactive peptides or proteins via thiol-ene click chemistry reactions. These methods have been optimized to retain protein function after surface immobilization. This is a versatile protocol that can be applied to any protein or peptide of interest to create a variety of patterns. Finally, cells seeded onto the surfaces of these bioactive hydrogels can be monitored over time as they respond to spatially specific signals.

In this method, we use photopolymerization and click chemistry techniques to create protein or peptide patterns on the surface of polyethylene glycol (PEG) hydrogels, providing immobilized bioactive signals for the study of cellular responses in vitro.

Biyoaktif proteinler veya peptidler hidrojel Photochemistry biyolojik uygulamalarda kullanarak üzerinde desenlendirme

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

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

Accurately detecting and counting sparse bacterial samples has many applications in the food, beverage, and pharmaceutical processing industries, in medical diagnostics, and for life detection by robotic missions to other planets and moons of the solar system. Currently, sparse bacterial samples are counted by culture plating or epifluorescence microscopy. Culture plates require long incubation times (days to weeks), and epifluorescence microscopy requires extensive staining and concentration of the sample. Here, we demonstrate how to use off-axis digital holographic microscopy (DHM) to enumerate bacteria in very dilute cultures (100-104 cells/mL). First, the construction of the custom DHM is discussed, along with detailed instructions on building a low-cost instrument. The principles of holography are discussed, and a statistical model is used to estimate how long videos should be to detect cells, based on the optical performance characteristics of the instrument and the concentration of the bacterial solution (Table 2). Video detection of cells at 105, 104, 103, and 100 cells/mL is demonstrated in real time using un-reconstructed holograms. Reconstruction of amplitude and phase images is demonstrated using an open-source software package.

Quantifying Microorganisms at Low Concentrations Using Digital Holographic Microscopy DHM

Digital holographic microscopy (DHM) is a volumetric technique that allows imaging samples 50-100X thicker than brightfield microscopy at comparable resolution, with focusing performed post-processing. Here DHM is used for identifying, counting, and tracking microorganisms at very low densities and compared with optical density measurements, plate count, and direct count.

Mikroorganizmaların düşük konsantrasyonlarda dijital holografik mikroskobu (DHM) kullanarak miktarının

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