(A) Локальный процесс фильтрации на основе печати нанопроволокой на электропрядильных нановолоконных мембранах (ENM) с использованием капиллярного действия углеродной бумаги. (B) Эффект быстрого дренажа жидкости углеродной бумагой предотвращает растекание чернил нанопроволоки по ENM, что позволяет производить концентрированную печать нанопроволокой в узких областях. (C) Значительные различия в ширине линии и однородности следов нанопроволоки, напечатанных на ENM при размещении на стекле по сравнению с углеродной бумагой. (D) Процесс лазерной вставки для повышения механической стабильности интерфейса нанопроволока (NW)–eTPU. (E) Вставка нанопроволок из-за фототермического эффекта лазера. (F) Испытание на прочность при стирке, показывающее улучшенную механическую стабильность интерфейса NW-eTPU после лазерной обработки. Кредит: Инженерный колледж Сеульского национального университета
Гибкие электронные устройства на основе электропряденых нановолоконных мембран (ЭНМ) привлекают значительное внимание благодаря своей высокой биосовместимости и превосходным механическим характеристикам. Однако для создания рисунка проводящих материалов на волоконных подложках обычно требуется дорогостоящее вакуумное оборудование или дополнительные процессы для создания отдельных масок.
Для решения этой проблемы совместная исследовательская группа под руководством профессора Сын Хван Ко с кафедры машиностроения Сеульского национального университета и профессора Си-Юн Кима из Университета Конкук разработала систему, которая обеспечивает эффективный поток жидкости с помощью капиллярного эффекта, помещая подложку из углеродной бумаги под нановолоконную мембрану, что позволяет осуществлять процесс фильтрации без использования вакуумного оборудования.
Исследование было опубликовано в журнале Advanced Functional Materials 29 мая.
Этот подход повышает механическую стабильность за счет прочного соединения нанопроволок и подложек за счет фототермического воздействия лазеров на этапе постобработки. Кроме того, система продемонстрировала, что схемы остаются стабильными даже при сильной ультразвуковой обработке и что узоры на подложке остаются неповрежденными при ручном вытягивании.
Команда подтвердила сильные стороны разработанной ими технологической системы и результаты с помощью различных приложений. , включая электрод ЭКГ для регистрации эпикардиального сигнала in vivo, эпидермальный электрохимический биосенсор и индивидуальный человеко-машинный интерфейс (HMI) на основе эпидермальной электромиографии (ЭМГ).
Потенциал мягкой электроники на основе электропряденых нановолоконных мембран (ЭНМ) в эпидермальной биоэлектронике привлек огромное внимание благодаря их конформной совместимости с человеческим телом и связанным с этим улучшениям производительности.
Однако для нанесения рисунка проводящих материалов на волоконные подложки обычно требуется дорогостоящее вакуумное оборудование или дополнительные процессы для создания отдельных масок.
(A) Сердце крысы, оснащенное 6-канальным датчиком ЭКГ. (B) Обнаружение аскорбиновой кислоты с помощью электрохимических датчиков, изготовленных путем дозирования серебряных нанопроволок, нанопроволок с ядром и оболочкой из серебра и золота и нанопроволок из сплава серебра, золота и платины. (C) Настраиваемый человеко-машинный интерфейс (HMI) на основе электромиографии (ЭМГ). Кредит: Инженерный колледж Сеульского национального университета
Исследовательская группа разработала систему, которая позволяет осуществлять процесс фильтрации без необходимости использования дорогостоящего вакуумного оборудования, помещая подложку из углеродной бумаги под нановолоконную мембрану, что обеспечивает эффективный поток жидкости за счет капиллярного эффекта.
Используя эту систему, нанопроволоки и подложки могут быть прочно связаны посредством фототермического воздействия лазеров на этапе постобработки, что повышает механическую стабильность. Система также продемонстрировала, что схемы остаются стабильными при сильной ультразвуковой обработке, а узоры на подложке остаются неповрежденными при ручном вытягивании.
Исследовательская группа подтвердила сильные стороны разработанной ими технологической системы и результаты с помощью различных приложений, включая эпикардиальный сигнал, регистрирующий электрод ЭКГ in vivo, эпидермальный электрохимический биосенсор и настраиваемый человеко-машинный интерфейс (HMI) на основе эпидермальной электромиографии (ЭМГ).
Кроме того, это исследование открыло возможности для эффективного изготовления электронных устройств с высокой растяжимостью, воздухопроницаемостью и проводимостью, демонстрируя потенциальные применения в различных областях здравоохранения и медицины.
Дополнительная информация: Хёкджун Юн и др., Адаптивная эпидермальная биоэлектроника с помощью высокодышащих и растягивающихся металлических нанопроволочных биоэлектродов на электропункционной нановолоконной мембране, Усовершенствованные функциональные материалы (2024). DOI: 10.1002/adfm.202313504
Информация о журнале: Advanced Functional Materials
Предоставлено Инженерным колледжем Сеульского национального университета
