Herstellung und Charakterisierung eines Conformal-Haut-like Electronic System for Quantitative, kutane Wundmanagement

Zusammenfassung

Dieser Artikel stellt Methoden zur Herstellung und Charakterisierung eines konformen, hautähnlichen elektronischen Systems und Protokolle für den Einsatz in klinischen Anwendungen, insbesondere bei der kutanen Wundversorgung, vor.

Zusammenfassung

Jüngste Fortschritte in der Entwicklung elektronischer Technologien und biomedizinischer Geräte bieten Möglichkeiten zur nicht-invasiven, quantitativen Beurteilung der kutanen Wundheilung auf der Haut. Bestehende Methoden beruhen jedoch immer noch auf visuellen Inspektionen mit verschiedenen mikroskopischen Werkzeugen und Geräten, die in der Regel kostspielige, hochentwickelte Systeme umfassen und gut ausgebildetes Personal für den Betrieb und die Datenanalyse erfordern. Hier beschreiben wir Methoden und Protokolle zur Herstellung eines konformen, hautähnlichen Elektroniksystems, das eine konforme Laminierung auf der Hautoberfläche in der Nähe des Wundgewebes ermöglicht und die Aufzeichnung von elektrischen Signalen wie Hauttemperatur und Wärmeleitfähigkeit mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Die Verfahren zur Herstellung des Geräts enthalten Einzelheiten zur schrittweisen Vorbereitung des mikroelektronischen Systems, das vollständig mit elastomeren Silikonmaterialien umschlossen ist, um eine elektrische Isolierung zu gewährleisten. Die experimentelle Studie zeigt multifunktionale, biokompatible, wasserdichte, wiederverwendbare und flexible/dehnbare Eigenschaften des Geräts für klinische Anwendungen. Protokolle klinischer Tests bieten einen Überblick und einen sequenziellen Prozess der Reinigung, des Testaufbaus, des Systembetriebs und der Datenerfassung mit der hautähnlichen Elektronik, die sanft auf überempfindlichen, kutanen Wunden und kontralateralen Geweben von Patienten angebracht wird.

Einleitung

In der klinischen Studie und der biomedizinischen Forschung, hat die Überwachung der Wundheilung auf ein invasives Verfahren, das auf der histologische Auswertung von Gewebe morphologischen Veränderung in Wunden ^1,2 basierend fokussiert ist. Kürzlich, schnelle Fortschritte in der elektronischen Technologien ermöglichen die Entwicklung von hochgenauen Abbildung und Analyse-Tools, die eine Sichtprüfung kann die Wundheilung via ^{Digital-Imaging-3,4} oder der konfokalen Scanmikroskopie und Spektroskopie ^4,5. Jedoch brauchen Abbildungs ​​Ansätze erfordern hohe Kosten, komplizierte optische Werkzeuge und Operationen und vor allem müssen die Patienten während des Tests immobilisiert werden. Daher besteht ein Bedarf für neue Geräte und Systeme die quantitative, non-invasive, einfach zu bedienende, kostengünstige und multifunktionale genauere Wundversorgung anzubieten.

Hier wird eine hautartige elektronisches System, das eine präzise Echtzeitzuordnung von Temperatur und Wärme condu bietet stellen wirctivity und liefert eine genaue Höhe der Heizung an Wundstellen über konforme Laminierung des Geräts nicht-invasiv. Diese Vorrichtung stellt eine Klasse von Technologien, haut montiert epidermalen elektronische Systeme, die ausgelegt sind, um mechanische und den Materialeigenschaften entsprechen (Gesamtdicke, Biegesteifigkeit wirksam Moduli und Massendichte) der Oberhaut ^6-9.

Das Gerät ist in einem biokompatiblen, hautfreundlichen, wasserdicht gestaltet, und wiederverwendbare Form, gewaschen und für klinische Anwendungen am Patienten ¹⁰ desinfiziert werden kann. Die konforme elektronische Gerät in der Nähe der Wundgewebe montiert fängt die Entzündungsphase (einer der Wundheilung), durch erhöhte Durchblutung und enzymatische Reaktionen auf die Wunde ^11,12 verursacht, durch die quantitative Erfassung der Temperatur ^{8 und} Wärmeleitfähigkeit ^13, um Trink korreliert . Experimentelle und theoretische Studien zu bestimmen, eine optimale Mechanik-Design, um Unterkunftaß natürlichen Bewegungen und angewandte Stämme ohne mechanische Bruch und erfassen die zugrunde liegende Physik der Dehnung Mechanik der hautähnlichen Elektronik, die konform auf der Hautoberfläche, die Übernahme von High-Fidelity-Signale bietet Laminate.

Die in diesem Artikel beschriebenen Protokolle stellen die Verfahren der Mikrofabrikation für hautartige elektronische Systeme, Testvorbereitung einschließlich Gerätereinigung Geräteanordnung in einer klinischen Umgebung und klinischen Anwendungen zur quantitativen Überwachung der Temperatur und der thermischen Leitfähigkeit auf Hautwunden.

Protokoll

Die Experimente zur Bauelementherstellung, Haut Laminierung und Charakterisierung in den 1, 2 gezeigt, und 4 beteiligten zwei Freiwillige, alle in der Bio-Schnittstelle Nanoengineering Laboratory an der Virginia Commonwealth University (VCU), Richmond, VA, USA durchgeführt. Diese Studie wurde von der VCU Institutional Review Board genehmigt (Protokollnummer: HM20001454) und folgte den Forschungs Richtlinien der Human Research VCU. (: STU69718 Nummer) vom Institutional Review Board, der Northwestern University, Chicago, IL, USA stimmten die in den 3 und 5 gezeigten Vorrichtung und klinische Daten wurden aus der veröffentlichten Artikel ^10, wo die Experimente an Patienten wurden im Rahmen des Protokolls durchgeführt erworben.

1. Herstellung der Vorrichtung

HINWEIS: Abbildung 2 zeigt schematische Darstellungen für die gesamte Herstellungsprozess.

1. Bereiten Sie ein Trägersubstrat
   1. Geschnitten einem nackten 3 in Silicium (Si) -Wafer in die gewünschte Größe der Elektronik unter Verwendung eines Diamantklinge.
      HINWEIS: Über die Hälfte Si-Wafer ergibt eine ideale Größe für den Wund Gerät.
   2. Entfetten Si-Wafer mit Aceton und Isopropylalkohol (IPA). Mit deionisiertem (DI) Wasser spülen den Wafer und dann mit Stickstoff trocken und dehydriert auf einer Heizplatte bei 110 ° C für 3 min.
   3. Vorbereitung 11 g Polydimethylsiloxan (PDMS) in Mischung mit 10: 1 Volumenverhältnis von Base und Härter und entgast die Mischung in einer Vakuumkammer für eine Stunde.
      HINWEIS: PDMS ist für einen trockenen Muster Retrieval verwendet und Transferdruck nach der Mikrofabrikation, die besser als die nasschemische (Aceton) -basierten Ansatz aus der früheren Studie ^7.
   4. Schleuderbeschichtungs 5 ​​g Misch PDMS-Lösung auf den Wafer bei 3000 UpM 1 min und komplett auf einer Heizplatte härten bei 150ºC für 30 min.
2. Kaution Materialien und Muster Elektronik
   1. Behandeln Sie die PDMS-coated Wafer mit ultraviolettem (UV) / Ozon unter Verwendung einer UV-Lampe (8,9 mW ^/ cm 2) für 3 Minuten, um die Oberfläche hydrophil zu machen.
      HINWEIS: Die hydrophile Oberfläche bietet eine gleichmäßige Beschichtung von zusätzlichen Schichten auf den PDMS.
   2. Schleuderbeschichtung Polyimid (PI; 2 ml) zu den PDMS beschichteten Wafer durch Pipettieren, bei 4000 UpM für 1 Minute, um eine 1,2 um dicke Schicht, Vorbackvorgang auf einer Heizplatte bei 150 ° C für 5 min zu bilden und post- Backen bei 250 ° C für 2 Std.
   3. Ablagerung Chrom (Cr), um eine 20 nm dicke Schicht zu bilden und abzulagern, dann Kupfer (Cu), um eine 3 um dicke Schicht unter Verwendung Elektronenstrahl (E-Strahl) Verdampfen bilden (Basisdruck: ~ 1 ^× 10 -7 Torr , Ablagerungsdruck: ~ ¹ × 10 -6 Torr Abscheidungsrate: 1 - 5 A / S). Überwachen Sie die Filmdicke durch die Ablagerung Controller-Schnittstelle im Verdampfer eingebettet.
      HINWEIS: Die dicke Schicht aus Cu liefert genug Niveaus der elektrischen Leitfähigkeit auf der Mikrowiderstände der Vorrichtung und dünnen Cr-Schichtwird verwendet, um die Haftung zwischen PI und Cu zu fördern.
   4. Schleuderbeschichtung ein Photoresist (2 ml) mit drei Stufen bei 900 rpm für 10 sec, 1.100 rpm für 60 sec, und 4000 rpm für 20 Sekunden und dann heilen auf einer Heizplatte bei 75 ° C für 30 min.
      HINWEIS: Die vorstehend beschriebenen aufeinanderfolgenden Schritte wurden verwendet, um eine dicke (> 10 um) Photolack abzuscheiden.
   5. Ausrichten Cu elektronischen Muster (Sensoren; Fraktal "Peano" Entwurf mit 35 & mgr; m in der Breite und Zwischenverbindungen; Serpentinen offenmaschigen Design mit 50 & mgr; m in der Breite) in der Mitte des Si-Wafers unter Verwendung eines UV-Ausrichters (Energie: 10 mW / sec) mit Belichtungszeit 25 s.
      HINWEIS: Die fraktale Strukturen werden verwendet, um überlegene mechanische Dehnbarkeit bereitzustellen, im Vergleich zu lediglich ¹⁴ mäandernden Funktionen.
   6. Entwickeln des Photolacks in einer verdünnten Basisentwickler (1: 2-Verhältnis von Entwickler und DI-Wasser) für eine Minute, Spülen mit DI-Wasser, und mit Stickstoff trocken. Untersuchen Sie die Muster (Cu Fraktale und Verbindungen) mit Hilfe eines MikroRahmen, um die Funktion Größe zu bestätigen und finden Mängel von Partikeln.
      HINWEIS: Wenn es irgendwelche unerwünschten Defekten, dann entfernen Photoresist durch Spülen mit Aceton / IPA / DI-Wasser. Nach dem Trocknen mit Stickstoff, wiederholen Sie die Schritte 1.2.4 bis 1.2.6.
   7. Ätzen der Cu-Schicht auf dem Si-Wafer in einem naßchemischen Ätzmittel für ~ 6 Minuten eingetaucht (10 ml; Gemisch aus Ammoniumpersulfat und Wasser im Verhältnis 1: 4; Ätzrate von 8 nm / s in 40 ° C), Spülen mit DI-Wasser, und mit Stickstoff trocken. Untersuchen Sie die Muster mit Hilfe eines Mikroskops für überätzt Mustern.
      HINWEIS: Wenn die Muster überätzt, kann es unerwünschte scharfe Kanten der Merkmale, die bei der Gerätebehandlung und Waschprozess in mechanische Bruch führen könnte verursachen. Die Testergebnisse zeigten, dass vor mehr als ~ 20% Überätzung der Originalmuster verursacht die oben genannten Fragen.
   8. Ätzen der Cr-Schicht mit reaktiven Ionenätzen (RIE; Druck: 300 mTorr, Leistung: 200 W, _CF 4 -Gas: 5 sccm, _O 2 -Gas 10 sccm) für 5 min. Untersuchen Sie die Muster.
      HINWEIS: Ätzen der Cr-Schicht ist das RIE-Verfahren vorzuziehen, chemisches Ätzen ungünstige Reaktion mit dem Cu-Schicht bewirkt benetzen.
   9. Entfernen der Photoresist blieben auf den Metallschichten durch Eintauchen der Wafer in Aceton (10 ml), IPA (10 ml) und DI-Wasser (20 ml) dargestellt. Dann trocknen Sie es mit Stickstoff.
   10. Schleuderbeschichtung PI (2 ml) auf der Metall abgeschieden Wafer durch Pipettieren, bei 4000 UpM für 1 Minute, um eine 1,2 um dicke Schicht, Vorbackvorgang auf einer Heizplatte bei 150 ° C für 5 min zu bilden und Nachhärten bei 250 ° C für 2 Std.
   11. Schleuderbeschichtung ein Photoresist (2 ml) mit drei Stufen bei 900 rpm für 10 sec, 1.100 rpm für 60 sec, und 4000 rpm für 20 Sekunden und dann heilen auf einer Heizplatte bei 75 ° C für 30 min.
   12. Richten PI-Muster, um die Cu-Elektronik verkapseln (Sensoren, fraktale 'Peano' Design mit 35 & mgr; m in der Breite und Interconnects, Serpentin offener Mesh-Design mit 250um in der Breite) mit den vordefinierten Cu Fraktale und Leiterbahnen unter Verwendung eines UV-Ausrichters (Energie: 10 mW / sec) mit Belichtungszeit 25 sec.
   13. Entwickeln des Photolacks mit einer verdünnten Entwickler (1: 2-Verhältnis von Entwickler und DI-Wasser) für eine Minute, Spülen mit DI-Wasser, und mit Stickstoff trocken. Untersuchen Sie die Muster mit Hilfe eines Mikroskops, um die Funktion Größe zu bestätigen und finden Mängel von Partikeln.
       HINWEIS: Wenn es irgendwelche unerwünschten Defekten, dann entfernen Photoresist durch Spülen mit Aceton / IPA / DI-Wasser. Nach dem Trocknen mit Stickstoff, wiederholen Sie die Schritte vom 1.2.10 bis 1.2.13.
   14. Ätzen der PI-Schicht mit RIE (Druck: 170 mTorr, Leistung: 150 W, _O 2 -Gas 20 sccm) für 25 min. Untersuchen Sie die Muster.
   15. Entfernen der Photoresist blieb durch Eintauchen der Wafer in Aceton (10 ml), IPA (10 ml) und DI-Wasser (20 ml) dargestellt. Dann trocknen Sie es mit Stickstoff.
3. Bereiten Sie eine Elastomer-Membran
   1. Vorbereitung einer 10 g Einkapseln Silikonmischung (1:1 Volumenverhältnis von Basis und Härter) und fügen Sie eine schwarze Tinte ¹⁵ mit 1-1 Volumen-Verhältnis, was zu Kontrollmessungen der Temperaturänderung auf der Haut mit einer Infrarotkamera zu erleichtern.
      HINWEIS: Das verwendete Silikon (clear einkapselnden Kautschuk) bietet einzigartigen Eigenschaften von niedriger Viskosität, optische Klarheit und eine elektrische Isolierung / Schutz für das Gerät ^16.
   2. Schleuderbeschichtung 8 g der Mischung in einer Petrischale bei 150 UpM für 1 Minute, um eine 500 um dicke Elastomermembran und Heilung bei RT O bilden / N.
      HINWEIS: Das Material muss auf einer ebenen Fläche für die einheitliche Dicke gebracht werden.
   3. Schneiden Sie die Membran in die gewünschte Größe von 70 mm x 30 mm unter Verwendung einer scharfen Rasierklinge und vorsichtig nehmen Sie ihn aus der Petrischale.
4. Abrufen und übertragen Elektronik
   1. Schneiden Sie ein wasserlösliches Band (25 mm x 80 mm) und vorsichtig laminieren auf die fabrizierten elektronische Muster und legen Sie sie auf einer Heizplatte bei 130 ° Cfür 3 min.
      HINWEIS: Temperaturerhöhung expandiert die PDMS-Schicht auf dem Si-Wafer, um die Dissoziation der elektronischen Muster von der Oberfläche zu helfen.
   2. Nehmen Sie das Band schnell von der PDMS / Si-Wafer, um die elektronischen Muster abzurufen.
   3. Abscheiden einer 20 nm dicken Cr (Adhäsion), gefolgt von einer 50 nm dicken Siliziumdioxid _(SiO 2) auf gefundenen Muster durch Elektronenstrahlverdampfung.
   4. Behandlung von UV / Ozon unter Verwendung von UV-Lampe (365 nm, 8,9 mW ^/ cm 2) auf dem Zielsilikonmembran für 2 min, um die Oberfläche zu aktivieren.
   5. Übertragung der Muster, um die Silikonmembran, indem die abgerufenen Muster auf dem Band an den gewünschten Ort und gleichmäßig Zugabe Druck Oberseite der Muster auf das Substrat. Bewerben Wasser, um das Band für 5 Minuten zu lösen.
      ANMERKUNG: Das beschriebene Verfahren der Materialübertragung durch kovalente Bindung (Si-O-Si) ermöglicht zwischen der abgeschiedenen Siliziumdioxid und UV-aktivierten ^{Silikonsubstrat} 17 .
   6. Ziehen Sie das Band, Spülen mit DI-Wasser, und trocknen auf einer Heizplatte bei 90 ° C für 1 min.
5. Kapseln Sie das Gerät unter Verwendung einer Silikonmembran
   1. Bereiten Sie eine 10 g Verkapselung Silikon-Gemisch (1: 1 Volumenverhältnis von Basis und Härter).
   2. Abdeckung der Kabelkontaktfelder mit einem rechteckigen PDMS Stück (22 × 6 × 1 ^mm 3), die durch van der Waals-Bindung mit dem unteren Silikonmembran, Silikon vermeiden Beschichten der Pads.
   3. Schleuderbeschichtung der 5 g Silikonmischung bei 4.000 min-1 min, um eine 5 um dicke Schicht auf den übertragenen Elektronik bilden, und dann härten bei Raumtemperatur für O / N.
6. Schließen Sie eine flexible Flachbandkabel für die Datenerfassung
   1. Flüssiges Stahlflusses (0,5 ml) mit einer Pipette auf den Anschlusspads für 3 sec zu reinigende Oberfläche zu machen.
   2. Verbinden eine dünne, flexible Flachbandkabel an den Kontaktstellen mit Druck bei hoher Temperatur (> 60 ° C). Eine typische Haar straightener bietet einfache Handhabung und Bindung.
      HINWEIS: Der Mikrofilmkabel ist bevorzugt, die herkömmlichen Hartdrahtlöten jeglicher mechanischer Bruch der transferierten Metallmembranen auf Silikon vermeiden.
   3. Überprüfen Sie die elektrische Verbindung mit einem Digital-Multimeter. (: ~ 1 cm voneinander entfernt) wird der Widerstandswert zwischen dem Sensorblock mit einem Ende und dem anderen Ende der Filmkabel erwartet weniger als 1 Ohm.
   4. Verbinden Sie das andere Ende des Flachbandkabels, um eine kundenspezifische Leiterplatte mit in Schritt 1.6.2 beschrieben die gleiche Strategie.
   5. Überprüfen Sie die elektrische Verbindung mit einem Digital-Multimeter.
   6. Schließen Sie das Gerät mit der Datenerfassungshardware durch Löten herkömmlichen Leitungen auf der Leiterplatte.

2. Klinische Prüfung

1. Reinigen Sie das Gerät mit einer Desinfektionslösung
   1. Herzustellen 205 g einer verdünnten Desinfektionslösung (40: 1 Volumenverhältnis von Wasser und Lösung).
   2. Sprühen Sie dasLösung (10 g) auf dem Gerät und legen Sie ihn für 10 Minuten.
      HINWEIS: Die verdünnte Desinfektionsreiniger können bei RT gelagert werden.
   3. Spülen Sie mit Wasser dreimal und trocknen Sie es mit sauberem Gewebe.
2. Richten Sie eine Reihe von Anlagen für Gerätetests
   1. Bereiten Sie und schließen Sie einen Lock-in-Verstärker mit einer Stromquelle, einem Multiplexer und die kundenspezifische Software auf einem Laptop-Computer zur Datenerfassung installiert.
   2. Platzieren Sie eine Infrarot-Kamera auf einem Stativ und konzentrieren sich auf ein Zielobjekt für die Thermographie als Referenz.
   3. Richten Sie Systemparameter eines Lock-in-Verstärker, um die Wärmeleitfähigkeit zu messen (Frequenz: 1 und 3 Hz; Zeitkonstante: 3 und 1 sec; Empfindlichkeit: 1 mV; dynamische Reserve: hohe Rücklage) und Temperatur (Frequenz: 997 Hz, die Zeit Konstante: 300 ms; Empfindlichkeit: 2 mV; dynamische Reserve: Low Noise) mit der angelegten Konstantstrom (2 mA).
   4. Schließen Sie zwei Wickelvorrichtungen, durch Mikro und Transferdruck vorbereitet und auf Wunde angebracht ist undkontralateralen Seiten, zu dem Multiplexer direkt vor der Aufzeichnung von Daten aus einem Patienten.
3. Rekordtemperatur und Wärmeleitfähigkeit
   HINWEIS: Die Datenerfassungssoftware ist nach Maß, die den Lock-in-Verstärker für Echtzeit-Datenüberwachung und sparen Fernbedienung kann. Bei der Temperaturmessung, wird jeder Datenpunkt alle 300 ms für 20 sec gemessen. Die Menge der Daten für die ersten 10 Sekunden und nächsten 10 sec verwendet, um die Durchschnittstemperatur und Standardabweichung zu berechnen sind. Die aufgezeichneten Daten werden dann als komma-separierte Datei, die verwendet wird, um eine Grafik für den Vergleich mit Daten aus Infrarot-Thermografie Grundstückes gespeichert. Bei der Messung der Wärmeleitfähigkeit sind die 3Ω Signale direkt von der Hardware-Bildschirm (Verstärker), die dann verwendet werden, um die Wärmeleitfähigkeit analytisch berechnet wird gelesen.
   1. Reiben Sie die Geräteanwendung Stellen auf der Haut mit antiseptischer Alkoholtupfer ^10.
   2. 2.3.2) Laminat zwei Geräte an den gewünschten Hautstellen durch leichtes Eindrücken der Vorrichtung auf der Haut mit den Fingern, um das weiche Bindung zu erleichtern: eine auf der chirurgischen Wundstelle und die andere auf der Gegen Lage als Referenz.
   3. Messen der elektrischen Spannung (3Ω), um die Wärmeleitfähigkeit bezogen, der Vorrichtung durch Beginn der Datenerfassung.
   4. Auswertung der erhaltenen Daten, die einen konformen Kontakt der Vorrichtung an der Haut zu verifizieren; abnormalen Wert (<0,1 W / mK) zeigt schlechten Kontakt des Gerätes.
   5. Messen Sie den elektrischen Widerstand, um die Temperaturverteilung und die Aufzeichnungsdaten durch die kundenspezifische Software zu bestimmen.
   6. Nehmen optischen und IR-Bilder von zwei Vorrichtungen auf der Haut.
   7. Vergleichen Temperaturwerte von den IR-Bilder mit den von der Wunde Vorrichtung (2.3.5) aufgezeichneten Daten. Fügen Sie beide Werte auf Spalten in einer kundenspezifischen Tabellenkalkulation zu trennen.
4. Analysieren Sie die aufgezeichneten Daten
   1. Exportieren Sie die aufgezeichneten Daten auf derangepasste Vorlage auf die Temperatur und thermische Leitfähigkeit berechnet automatisch von einer Anordnung von Sensoren in der Vorrichtung.
   2. Zeichnen Sie die Daten (Temperatur und Wärmeleitung nach der Stelle des Sensors auf einer anderen Zeitskala) für den Vergleich im Verlauf von einem Monat (vier Sätze von Daten am Tag 1, 3, 15 und 30).
   3. Analyse der Daten durch Vergleichen einer Serie von Temperatur und Wärmeleitfähigkeit Daten nach der Zeit; Werte mit plötzlicher Höhen oder Tropfen sagen, der Wechsel der Wundheilungsphase und / oder unerwartete Anomalie auf Wundstellen.

Ergebnisse

Abbildung 1 gibt einen Überblick über die Eigenschaften der konformen, hautartigen elektronischen Systems für die quantitative, kutaner Wundbehandlung an Patienten ausgelegt. Das multifunktionale elektronische Gerät besteht aus Mikro fraktale Strukturen ^3,14 und fadenförmigen Serpentinenspuren ^9,17 auf einer dünnen Elastomermembran, die außergewöhnliche mechanische Dehnbarkeit und Biegefähigkeit bietet. Die kompatiblen Gerät, das vollständig von Silikonschichten eingeschlossen ist ...

Diskussion

In diesem Artikel werden die Methoden und Protokolle zur Herstellung eines konformen, hautähnlichen Elektroniksystems vorgestellt, das eine konforme Laminierung in der Nähe des Wundgewebes ermöglicht und eine quantitative Messung der Hauttemperatur und ein Wärmeleitfähigkeitsmapping auf der Haut ermöglicht.

Zu den Hauptmerkmalen gehören die Verwendung neuartiger Techniken des Materialtransferdrucks und der Integration von Hart-Weich-Materialien, um das flexible/dehnbare, weiche elektronische ...

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien

Name	Unternehmen	Katalognummer	Kommentare
3" Siliziumwafer	University Wafer, USA		Verwendung als Träger zur Herstellung des Geräts
Aceton	Fisher Scientific, USA	A18-1	Verwendung zum Reinigen eines Wafers und zum Entfernen von Fotolack
Isopropanol (IPA)	Fisher Scientific, USA	A459-1	Verwendung zum Reinigen eines Wafers
AZ4620 Fotolack	AZ Electrionic Materials, USA		Verwendung zum Herstellen von Strukturen auf Metallen und Polymere
AZ400K Entwickler	AZ Electrionic Materials, USA		Verwendung zur Entwicklung von AZ4620 Fotolack
Chrom Ätzmittel	, USA	1020AC	Verwendung zum Ätzen der Cr-Schicht des Geräts
Kupfer Ätzmittel	, USA	ASP-100	Verwendung zum Ätzen der Cu-Schicht des Geräts
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit (PDMS)	Dow Corning, USA	39100000	Verwendung als Substrat für die "trockene" Entnahme
PI2545 Polyimid	HD MicroSystem, USA		Verwendung zur Verkapselung der Metallschicht
Solaris	Smooth-On, USA		Verwendung als Substrat und zur Verkapselung des Geräts
Petridish	Carolina, USA	741255	Verwendung als Form zur Herstellung von Substrat
Wasserlösliches Wellenlötband 5414	3M, USA	AM000000217	Zur Wiederherstellung des Geräts aus der PDMS-Schicht
Hochaktives flüssiges Edelstahlflussmittel	Worthington, USA	331929	Zur Entfernung der Oxidationsschicht auf Cu
Flexibles Mikrofilmkabel	Elform, USA		Zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen dem elektronischen Gerät und dem Datenerfassungssystem
pH Neutral Cleaner	Australian Gold, USA		Verwendung als Desinfektionslösung zur Reinigung des Geräts in klinischen Tests
Solder	Kester, USA	24-6337-9703	Verwendung als Material zum Löten von harten Drähten
UV-Lampe	Cole-Parmer, USA	97600-00	Verwendung zur Aktivierung der PDMS-Schicht als hydrophile Oberfläche
Multiplexer	FixYourBoard, USA	U802	Verwendung zur Erfassung von Messungen von sechs Sensorkomponenten
DC/AC-Stromquelle	Keithley, USA	6221	Zur Stromversorgung
von SMD Digital Hot Air Rework Station	Aoyue, China	968A+	Zum Löten von harten Drähten, zur elektrischen Verbindung zwischen dem Gerät und externen Instrumenten
Infrarotkamera	FLIR, USA	435-0001-01-00	Zur Aufnahme von Infrarotbildern im Experiment
Digitalmultimeter	Fluke, USA	117	Zur Überprüfung der elektrischen Verbindung
Lock-in-Verstärker	Stanford Research System, USA	SR830	Zur Durchführung von Vierpunkt-Sondenmessungen
Elektronenstrahlverdampfer	Skala 9 Vakuumprodukte, USA		Zur Abscheidung dünner Schichten (Cu und SiO2)