Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Bioengineering

وبسيطة وقابلة للتطوير أسلوب تلفيق لعضوي الأجهزة الإلكترونية بشأن المنسوجات

Published: March 13, 2017 doi: 10.3791/55439

Summary

في هذه الورقة، ونحن نقدم بروتوكول لإيداع انتقائي المواد العضوية على المنسوجات، والذي يسمح لدمج المباشر من الأجهزة الإلكترونية العضوية مع الأجهزة القابلة للارتداء. الأجهزة ملفقة يمكن أن تكون متكاملة تماما في المنسوجات، واحترام مظهرهم الميكانيكية وتمكين قدرات الاستشعار.

Introduction

مجال الالكترونيات يمكن ارتداؤها هي سوق سريعة النمو المتوقع أن يكون بقيمة 50 مليار يورو فى عام 2025، أكثر من ثلاثة أضعاف السوق الحالية. ويتمثل التحدي الرئيسي الذي يواجه أجهزة يمكن ارتداؤها الحالية هو أن تدخلي إرفاق ملفات إلكترونية الصلبة تحد من استخدام أجهزة أنشئت في الأنظمة القابلة للارتداء. استخدام المنسوجات التي تكون موجودة في الحياة اليومية بالفعل هو نهج جذابة للغاية واضحة لتجنب هذا القيد. نظرا لقدرتها المرنة، وبعض أجزاء من الملابس التي نرتديها هي بطبيعة الحال في اتصال مع ضيق الجلد. وتقوم العديد من الأمثلة على الملابس الذكية المتوفرة في السوق اليوم، ويعرض رقيقة من البلاستيك، لوحات المفاتيح وأجهزة مصدر الضوء جزءا لا يتجزأ من النسيج، وربط الأجهزة الإلكترونية مع البشر بطريقة عصرية 1. في ممارسة الرياضة، يعتمد المراقبة الصحية على أقطاب الغزل والنسيج، والتي توفر بدائل مريحة ليشيع استخدامها أقطاب لاصقة والأساور المعدنية. هنا، الألياف الموصلة هيدمج مباشرة مع الأقمشة بسط لمنع تهيج الجلد وغيرها من المضايقات أثناء ارتداء الموسعة. بالإضافة إلى ذلك، المنسوجات توفر عدد من الفرص لدمج أجهزة استشعار انحناء لالتقاط حركة إلى دمج أجهزة استشعار القص لتطوير المحركات الآلية وظيفية وبالتأكيد لدمج أجهزة استشعار العوامل البيولوجية من خلال الكشف عن وتحليلها في العرق 4.

وتعتمد التكنولوجيا القابلة للارتداء الحديثة على مواد أشباه الموصلات القائمة على الكربون التي تقدم الأجهزة الإلكترونية مع خصائص فريدة من نوعها. طبيعة "الناعمة" للمواد العضوية تقدم خصائص ميكانيكية أفضل للتفاعل مع الجسم البشري مقارنة الالكترونيات التقليدية الحالة الصلبة. هذا التوافق الميكانيكية، وإرفاقها مع ركائز مرنة ميكانيكيا، يمكن استخدام عوامل شكل غير مستو في أجهزة مثل المنسوجات. استخدام المواد العضوية هي أيضا ذات الصلة في علوم الحياة بسبب ايلى بهم مختلطةctronic والأيونية الموصلية 5. الى جانب ذلك، شبه الموصلة العضوية والمواد الضوئية تمكين مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأجهزة الوظيفية مع العرض، الترانزستور، والمنطق، وقدرات السلطة 9. والصعوبة الرئيسية في تصنيع هذه الأجهزة العضوية هي ترسب رقابة من المواد الفنية على الأسطح غير المستوية على الأقمشة. تقنيات التصنيع الدقيق التقليدية تقتصر في المقام الأول عدم توافق عملية ترسب مع أبعاد الهيكلي من ركائز النسيج.

هنا، نحن تصف بروتوكول تلفيق بسيطة وقابلة للأن يسمح لترسب الانتقائي لإجراء البوليمرات على المنسوجات منظم. تمكن عملية تقديم تصنيع الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء وامتثالي. ويستند المنهج على الزخرفة من جمتاح ommercially إجراء بولي البوليمر (3،4-ethylenedioxythiophene): بولي (الستايرين سلفونات) (PEDOT: PSS)، وثنائي ميثيل بولي سيلوكسان المرنة المواد الاستنسل (PDMS) على النسيج. هذا المزيج يسمح للحبس الفعال للPEDOT مائي: حل جهاز الأمن الوقائي، فضلا عن الإبقاء على خصائص لينة ولمط المنسوجات. هذه طريقة تصنيع بسيطة وموثوق بها يمهد الطريق لتصنيع مجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية مباشرة على المنسوجات بطريقة فعالة من حيث التكلفة وقابلة للتطوير الصناعي.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. الزخرفة إجراء البوليمرات على النسيج

  1. إصلاح 10 سم × ورقة الغزل والنسيج 10 سم على سطح مستو لسهولة التعامل أثناء العملية. لصناعات النسيج واستخدام التعشيق النسيج المترابط البوليستر 100٪ مع سمك 300 ميكرون وقدرة متماسكة الاتجاه تمتد ما يصل الى 50٪.
  2. لجعل قناع يحتوي على تصميم الزخرفة، استخدم الفيلم بوليميد 125 ميكرون سميكة. ويتضح مثال على النمط في الشكل 1.
    1. استخدام الليزر القاطع (على سبيل المثال، Protolaser S، LPKF) إلى نمط قناع بوليميد 10؛ ويتضح من تصميم نمط من إلكترود في الشكل 1.
    2. معطف صياغة PDMS (10: 1 قاعدة لعلاج نسبة الوكيل) على رأس قناع (فيلم بوليميد) باستخدام أداة الشريط التلقائي الصب (K الطباعة الرقابة المغطي، شفرة الطبيب) مع سمك الفيلم الرطب من 200 ميكرون وفي 6 سرعات طلاء م / دقيقة. استخدام حوالي 0.5 مل لقناع من 3 سم × 5 سم. أداء الهو عملية تحت غطاء الدخان.
  3. بلطف نقل النسيج إلى قناع مغلفة PDMS. يترك لمدة 10 دقيقة، وبعد ذلك PDMS يجب استيعابها بالكامل في بنية النسيج.
  4. علاج العينة في فرن الهواء عند 100 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة.
  5. تحضير البوليمر إجراء: PEDOT: PSS التشتت (80 مل)، وجلايكول الإيثيلين (20 مل)، وحمض 4-dodecylbenzenesulfonic (40 ميكرولتر)، و 3 methacryloxypropyltrimethoxysilane (1 مل) في غطاء الدخان.
  6. فرشاة معطف PEDOT: حل جهاز الأمن الوقائي في منطقة خالية من PDMS من النسيج حتى اختراق متجانسة من الحل يتم الحصول. كرر هذه الخطوة لتحقيق لون نمط موحد. تطبيق حوالي 1 مل / سم 2.
  7. علاج النسيج على 110 درجة مئوية لمدة 1 ساعة لتجفيف PEDOT: حل جهاز الأمن الوقائي. خفض درجة الحرارة إلى 60 درجة مئوية لمدة المنسوجات التي تعتبر حساسة لعلاج ارتفاع درجة الحرارة، مثل النايلون.

2. تصنيع الأجهزة العضوية

ملاحظة: بروتوكول في القسم 1 describوفاق ترسب الانتقائي لإجراء المواد على المنسوجات. سوف الأقسام التالية تصف الخطوات الإضافية اللازمة لصنع الأجهزة العضوية، مثل أجهزة الاستشعار وتمتد، والترانزستورات OECT، أقطاب الجلدية، وأجهزة استشعار بالسعة.

  1. لافتعال أجهزة الاستشعار تمتد، كما هو موضح في الشكل 3A، نمط خطوط الكهربائي على النسيج، كما هو موضح في القسم 1، على بعد خطوات 1،1-1،5.
    ويرد مثال للتصميم نمط في الشكل 3A: ملاحظة. لا يتطلب تصنيع هذه المجسات أية خطوات إضافية.
  2. لافتعال تصميم الترانزستور هو مبين في الشكل 3B، نمط المصفوفات الترانزستور على الشريط المنسوجة من النايلون باتباع الخطوات الموضحة في القسم 1. تعديل طفيف على الصلب PDMS وPEDOT: PSS علاج خطوات لتجنب الانحلال الحراري من النايلون من قبل علاج عند 60 درجة C لفترة أطول.
  3. لتصنيع أقطاب الجلدية، كما هو موضح في الشكل 3C، بإيداعهلام الأيونية على PEDOT نمط: المنسوجات جهاز الأمن الوقائي.
    1. إعداد الأيونية جل السائل مزيج يحتوي على السائل الأيونية، 1 إيثيل-3-methylimidazolium إيثيل كبريتات. وكيل عبر ربط، وبولي (جلايكول الإثيلين) diacrylate. وphotoinitiator، 2-هيدروكسي-2-methylpropiophenone في (ت / ت) نسبة 0.6 / 0.35 / 0.05، على التوالي.
    2. معطف PEDOT: PSS الكهربائي مع السائل الأيونية (20 ميكرولتر / سم 2) وإضافة الأيونية مزيج هلام السائل من الخطوة 2.3.1 (25 ميكرولتر / سم 2) قطرة الصب.
    3. فضح لضوء الأشعة فوق البنفسجية (365 نانومتر) لبدء رد فعل يشابك لمدة 10-15 دقيقة، حتى يتصلب هلام. تنفيذ هذه الخطوة في غطاء الدخان. استخدام قفص للأشعة فوق البنفسجية واقية أثناء التعرض للأشعة فوق البنفسجية.
  4. لبالسعة أجهزة الاستشعار التصنيع واستخدام PEDOT: PSS أقطاب النسيج معزول مع المواد العازلة (الشكل 3D).
    1. عزل لوحة المفاتيح مثل PEDOT: أسلاك جهاز الأمن الوقائي باستخدام PDMS. يمكن أن ينظر إلى تصميم لوحة المفاتيح في الشكل 2B </ قوي>. الاستغناء عن صياغة PDMS على رأس النسيج وإزالة الزائدة مع ممسحة.
    2. وضع النسيج في الفرن على 100 درجة مئوية لمدة 10 دقيقة. تنفيذ هذه الخطوة في غطاء الدخان.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

الطرق التقليدية لتطبيق الألوان أو أنماط على المنسوجات تعتمد على طبقات اخفاء القابلة للإزالة للسماح للترسب انتقائية من الأصباغ. في الشكل 1، نقدم لك مجموعة من التكيف مع هذا النهج إلى الزخرفة من PEDOT: أسلاك جهاز الأمن الوقائي على المنسوجات. كطبقة اخفاء، كنا ثنائي ميثيل بولي سيلوكسان مسعور، والتي يمكن كبح جماح انتشار غير السيطرة عليها من PEDOT مائي: حل جهاز الأمن الوقائي. وعلاوة على ذلك، ليونة وstretchability المنسوجات محبوك ويمكن الحفاظ بفضل خصائص المرونة والميكانيكية للPDMS.

في الشكل 1، تبدأ عملية في إعداد سيد الزخرفة من بوليميد فيلم (الخطوة 1). هو محفور في تصميم مخطط نمط على الفيلم بواسطة الليزر. باستخدام أداة الشريط الصب، ويتم تطبيق PDMS على هذا السيد (الخطوة 2)، ويتم وضع النسيج على أعلى من ذلك (الخطوة 3). تي انه PDMS ثم تنتشر تدريجيا في النسيج (الخطوة 4). لوقف هذا التحويل، لا بد من عملية الصلب الحرارية قصيرة لعلاج PDMS. اللزوجة وسمك PDMS يمكن تعديلها باستخدام كميات مختلفة من المعلمات وكيل المعالجة وتلبيس، على التوالي، للسيطرة على انتشار ولضمان تكرار عيب في التصميم الرئيسي. وأخيرا، فإن الحل إجراء على النسيج دون وقاية ويخبز لتجف (الخطوة 5) رسمت فرشاة. ثم يتم delaminated سيد بوليميد من سطح النسيج. وتعرض نتائج هذا التدفق تلفيق في الشكل رقم 1، على اليمين. في هذه الحالة، وضعت الزخرفة ناجحة على البوليستر التريكو. القرار الزخرفة على مثل هذا النسيج هو أكبر من 1 مم. ومع ذلك، يمكن أيضا الحصول على أقل قرار بشأن المنسوجات متماسكة بإحكام أو المنسوجة. باستخدام هذه التقنية ترسب ورقة المقاومة المقدرة للنسيج إجراء قريبة إلى 230 Ω / متر مربع.

_content "FO: المحافظة على together.within الصفحات =" 1 "> وترد أمثلة من الأجهزة الإلكترونية وظيفية على المنسوجات المترابط، والمنسوجة في الشكل 3A و ب، بما في ذلك PEDOT ملفقة بنجاح: أقطاب PSS على المنسوجات متماسكة الترتيب حدوة حصان الطبيعي الألياف في النسيج المترابط توفر stretchability قابل للتعديل لالأقمشة. هذه القدرة الربيع مثل هياكل متماسكة يمكن أن يؤدي في أجهزة الاستشعار سلالة حساسة للغاية (11). وينعكس تشوه بسيط في بنية النسيج عن تغيير في المقاومة الكهربائية بسبب التواء موصل الألياف في المواضيع. بالإضافة إلى ذلك، من خلال الاستفادة من قدرات استرطابي من المنسوجات، ومنقوشة مجموعة من الأقطاب الكهربائية في الشكل 3B على المنسوجات لجعل الترانزستورات مستو مع قنوات مستطيلة وعرض البوابة مختلفة، والتي يمكن استخدامها في مجال الاستشعار عن العرق يمكن ارتداؤها. يستخدم مثل هذا التكوين الهندسي في transisto الكهروكيميائية العضويةروبية (OECT) للاستشعار التي ترتبط القناة والبوابة عينة من الحليلة 12.

ويمكن تمديد هذه التقنية الزخرفة قدمت الى افتعال الأجهزة الإلكترونية عضوية معقدة على المنسوجات. حيث ما زال الاستنسل PDMS في الغزل والنسيج بعد عملية الزخرفة، طبقات إضافية يمكن نقوش على PEDOT: PSS المغلفة إجراء المنسوجات. في الشكل 2، نقدم العملية التي حل الأيونية جل السائل (الشكل 2A) وصياغة PDMS (الشكل 2B) وتطبيقها على functionalize أو عزل سطح PEDOT: PSS الكهربائي، على التوالي. وتستخدم المواد الهلامية الأيونية إلى حد كبير في أقطاب الجلدية. تم استخدام إدراج هلام الأيونية في إجراء المنسوجات لتلفيق أقطاب النسيج يمكن ارتداؤها لرصد الكهربية (10) ويتضح في الشكل 3C. وقدمت أجهزة استشعار بالسعة بذ العزل سطح القطب الغزل والنسيج مع PDMS. تم الكشف عن تغيير في السعة عندما لمست القطب. وقد استخدم هذا الجهاز حساسة للمس لاختلاق العضوية الالكترونية لوحة المفاتيح النسيج 13، كما هو مبين في الشكل 3D.

شكل 1
الشكل 1. عملية تدفق توضح الزخرفة إجراء البوليمرات على المنسوجات. تدفق عملية توضح الزخرفة إجراء البوليمرات على المنسوجات. الخطوة 1: إعداد قناع. الخطوة 2: PDMS ترسب على القناع بوليميد الزخرفة تحديد الخطوط العريضة للتصميم المطلوب. الخطوة 3: نقل طبقة اخفاء قبل وضع النسيج على قناع مغلفة PDMS؛ الخطوة 4: نقل PDMS إلى الجزء الأكبر من النسيج، خطوة 5: ترسب إجراء حل البوليمر على النسيج دون وقاية. الصور على اليمين تظهر دورة الفتشوبLTS من الخطوات الرئيسية لتدفق العملية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2
الشكل 2. مثالان من الأجهزة العضوية تلفيق. مثالين من الأجهزة العضوية تلفيق. أ) أيوني طلاء هلام السائل على PEDOT: PSS القطب الغزل والنسيج للاستشعار الجلدي. ب) ترسب طبقة العزل على PEDOT: PSS القطب الغزل والنسيج لأجهزة الاستشعار التي تعمل باللمس. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3. صور من النص الإلكتروني العضويةأجهزة إيل. أ) PEDOT: أقطاب PSS للاستشعار عن التمدد. ب) صفيف من الترانزستورات OECT لbiosensing يمكن ارتداؤها. ج) PEDOT التعميم: PSS الكهربائي المغلفة مع هلام السائل الأيونية لالكهربية الجلدية. د) أجهزة استشعار تعمل باللمس العضوية لوحة المفاتيح يمكن ارتداؤها. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

الزخرفة من المواد الناقلة هي واحدة من الخطوات الأولى في تصنيع الأجهزة الإلكترونية وظيفية. هذا يمكن أن تصبح صعبة، إذ تحتاج عملية التصنيع إلى أن تأخذ في الاعتبار الخصائص الكيميائية والفيزيائية لهذه المواد، وتدفق العملية تحتاج إلى النظر في المواد عبر التوافق بين الخطوات تلفيق. في التصنيع الدقيق من الأجهزة الإلكترونية العضوية، وهذه الجوانب هما أكثر أهمية نظرا لطبيعة شديدة التفاعل من المواد العضوية. اليوم، ومع ذلك، والمواد العضوية هي جذابة للغاية للإلكترونيات يمكن ارتداؤها ومرنة للخصائص الكهربائية مرنة من 14 و 15. نقل هذه التكنولوجيات إلى المنسوجات للحصول على الأجهزة القابلة للارتداء إلكترونية متكاملة تماما محدودة بسبب هياكلها ثلاثية الأبعاد. وتقتصر التقنيات التقليدية المستخدمة في التصنيع الدقيق لالنافثة للحبر أو طباعة الشاشة الأحبار إجراء فقط على SUBSTR رقيقةآتش والمنسوجات 16 و 17 و 18. تقنية التطريز التقليدية، حيث هو مخيط واحد من الألياف في النسيج، لا تزال تفتقر الصناعية قابلية الإنتاج.

الجانب الأكثر أهمية في الزخرفة من المواد العضوية هو ترسب من دون إزعاج الخواص الكهربائية. تقنية الزخرفة هو موضح في الشكل 1 تعتمد على ترسب المباشر للمواد العضوية، دون الحاجة لتلبية مواصفات تقنية ترسيب أو أداة. تصاغ المواد العضوية إلى أفضل من أدائهم ويمكن بعد ذلك أن أودعت مباشرة على بنية النسيج الذي تم اختياره. فائدة PDMS هو المفتاح لمواد نمط من حل على المنسوجات. تطبيق إجراء المواد من حل اللزوجة المنخفضة، بدلا من استخدام الأحبار مثل عجينة، تمكن امتثالي وطلاء عميق في بنية النسيج. ومع ذلك، فإنه يحد من selectivه ترسب ويؤدي إلى فقدان القرار الزخرفة. تغلبنا على هذا التحديد عن طريق خلق نمط سلبي من PDMS للحد من انتشار غير الخاضعة لسيطرة حل الموصلة إلى النسيج. ويستند اختيار الاستراتيجي للPDMS على خصائص فيسكو مرنة، والتي تحافظ على stretchability الغزل والنسيج والمرونة. وPDMS هو أيضا مسعور، وتتيح للسيطرة على انتشار وPEDOT: حل يستند المياه PSS خلال الزخرفة. لاحظنا أن أنماط الموصلة ملفقة باستخدام هذا البروتوكول تظاهر الموصلية الكهربائية الجيدة والاستقرار خلال التشوهات الميكانيكية. هذا الأسلوب يسمح التخصيص في المستقبل من الملابس الموجودة مع مكونات الذكية التي لديها قدرات الإلكترونية. ومع ذلك، واحدة من الحرجة و، في بعض الحالات، والحد من نقاط النهج المقترح لا يزال العضوية متانة المواد في ظروف يمكن ارتداؤها. بعض الجوانب، مثل مقاومة الإجهاد الميكانيكية والسلوك بعد الغسل لالثانية تجفيف المنسوجات إجراء العضوية، لا تزال غير معروفة.

الغالبية العظمى من الأجهزة الإلكترونية القابلة للارتداء تعتمد على الأجهزة للمط، حيث يتم إنشاء هياكل تشبه الربيع للحفاظ على الربط الكهربائي خلال تشويه الجهاز. اعتمادا على نوع النسيج، ويتم تجميع الألياف في الأقمشة المنسوجة في تصميم حدوة حصان، وتوفير stretchability الميكانيكية للهيكل. طلاء هذه المنسوجات بمواد إجراء يسمح الألياف الفردية لتكون بمثابة الضغط والحركة وأجهزة الاستشعار في الملابس الذكية، كما هو مبين في الشكل 3A. وعلاوة على ذلك، هندستها جهاز أكثر تعقيدا يمكن بسهولة منقوشة، وليس فقط على متماسكة، ولكن أيضا على الأقمشة المنسوجة. في الشكل 3B، نقدم مجموعة من OECTs مع هندستها متغيرة. في ضوئيه التقليدية، وتلفيق وقت واحد من الميزات الكبيرة والصغيرة يكاد يكون من المستحيل تحقيق دون الحاجة إلى خطوات متعددة. علينا أن نبرهن على تقنية الزخرفة لدينا هي قادرة على المنتجأنماط ه مع القرار الذي يختلف من 0.5 ملم إلى حوالي مائة أكبر الأوقات. هذه الترانزستورات يمكن استخدامها مباشرة في مجال الاستشعار عن العرق يمكن ارتداؤها مع استجابة الوقت قابل للتعديل وقرار الكشف عن 19.

لقد أثبتنا أن PDMS أيضا تمكن ترسب التوالي من طبقات وظيفية إضافية بطريقة انتقائية، كما هو مبين في الشكل 2. ويمكن بعد ذلك الأجهزة أن تكون متكاملة في مجال المنسوجات وتصبح متكاملة على أنظمة يمكن ارتداؤها. عملية في الشكل 2A يظهر تلفيق قطب النسيج الجلدي، حيث تم تعزيز الاتصال بين القطب والجلد مع هلام السائل الأيونية. الأقطاب الكهربائية يمكن ارتداؤها في الكهربية الجلدية يعانون من الحركة الفنية الناجمة عن تدهور الاتصال الكهربائي بين يرتديها والأقطاب الكهربائية خلال التسجيلات. إمكانية دمج المواد الهلامية الأيونية على أقطاب النسيج تفتح قناة اتصال فعالة معالجسم البشري، الذي هو المطلوب في أجهزة الرعاية الصحية يمكن ارتداؤها. مثال على مثل هذا الجهاز يمكن أن ينظر إليه في الشكل 3C.

ترسب التوالي من المواد الفعالة الأخرى يمكن أن يؤدي إلى الأجهزة التي تستخدم هندسة كومة، مثل البطاريات العضوية، والمكثفات، والخلايا الشمسية، والترانزستورات، أو أجهزة الاستشعار. ويبين الشكل 2B الطريق ترسب العازلة أو مواد عازلة. لوحة مفاتيح العضوية يمكن ارتداؤها (الشكل 3D) يمكن أن تكون ملفقة باستخدام هذه العملية، حيث يتم استخدام PDMS لخلق طبقة عازلة فوق القطب. هذا الجهاز قادر على الاختلاف بالسعة الاستشعار بين القطب والإصبع، والتي يمكن أن يكون لها تطبيقات يمكن أن تكون مثيرة للاهتمام في مجال الحوسبة القابلة للارتداء وتفاعل بين الإنسان والآلة.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
SYLGARD 184, Silicone elastomer kit (Base and Curing agent) Dow Corning PDMS elastomer
The conducting polymer formulation
CleviosTM PH 1000 PEDOT:PSS Heraeus Conductive polymer
Ethylene glycol Sigma-Aldrich 03750-250ML Solvent (EG), CAS: 107-21-1
3-methacryloxypropyltrimethoxysilane Sigma-Aldrich M6514 Cros linker (GOPs), CAS: 2530-85-0
4-dodecylbenzenesulfonic acid Sigma-Aldrich 44198 DBSA; CAS: 121-65-3
The ionic liquid gel
UV lamp DFE 2340 C.I.F/ ATHELEC DP134 UV-365 nm
1-Ethyl-3-methylimidazolium ethyl sulfate Sigma-Aldrich 51682-100G-F Ionic Liquid (IL), CAS: 342573-75-5
Poly(ethylene glycol) diacrylate Sigma-Aldrich 455008-100ML Mn 700, CAS: 26570-48-9
2-Hydroxy-2-methylpropiophenon Sigma-Aldrich 405655-50ML Phot Initiator (PI), CAS: 7473-98-5
The textile fabric VWR Spec-Wipe 7 Wipers 100% interlock knit polyester fabric
The polyimide film DuPont HN100 Polyimide film with 125 µm thickness

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Poupyrev, I., et al. Project Jacquard:Interactive Digital Textiles at Scale. Proceedings of the 2016 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems - CHI '16. , ACM Press. 4216-4227 (2016).
  2. Takamatsu, S., et al. Transparent conductive-polymer strain sensors for touch input sheets of flexible displays. J. Micromech. Microeng. 20, 075017 (2010).
  3. Patel, S., et al. A review of wearable sensors and systems with application in rehabilitation. J. Neuroeng. Rehabil. 9, 21 (2012).
  4. Bandodkar, A. J., et al. Epidermal tattoo potentiometric sodium sensors with wireless signal transduction for continuous non-invasive sweat monitoring. Biosens. Bioelectron. 54, 603-609 (2014).
  5. Owens, R. M., Malliaras, G. G. Organic Electronics at the Interface with Biology. MRS Bull. 35 (6), 449-456 (2010).
  6. Krebs, F. C., Biancardo, M., Winther-Jensen, B., Spanggard, H., Alstrup, J. Strategies for incorporation of polymer photovoltaics into garments and textiles. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 90, 1058-1067 (2006).
  7. Cherenack, K., Zysset, C., Kinkeldei, T., Münzenrieder, N., Tröster, G. Woven electronic fibers with sensing and display functions for smart textiles. Adv. Mater. 22, 5178-5182 (2010).
  8. Hamedi, M., Forchheimer, R., Inganäs, O. Towards woven logic from organic electronic fibres. Nat. Mater. 6, 357-362 (2007).
  9. Bao, L., Li, X. Towards Textile Energy Storage from Cotton T-Shirts. Adv. Mater. 24, 3246-3252 (2012).
  10. Takamatsu, S., et al. Direct patterning of organic conductors on knitted textiles for long-term electrocardiography. Sci. Rep. 5, 15003 (2015).
  11. Yamada, T., et al. A stretchable carbon nanotube strain sensor for human-motion detection. Nat. Nanotechnol. 6, 296-301 (2011).
  12. Shim, N. Y., et al. All-plastic electrochemical transistor for glucose sensing using a ferrocene mediator. Sensors. 9, 9896-9902 (2009).
  13. Takamatsu, S., et al. Wearable Keyboard Using Conducting Polymer Electrodes on Textiles. Adv. Mater. 28, 4485-4488 (2016).
  14. O'Connor, T. F., Rajan, K. M., Printz, A. D., Lipomi, D. J. Toward organic electronics with properties inspired by biological tissue. J. Mater. Chem. B. 3, 4947-4952 (2015).
  15. Choi, S., Lee, H., Ghaffari, R., Hyeon, T., Kim, D. Recent Advances in Flexible and Stretchable Bio-Electronic Devices Integrated with Nanomaterials. Adv. Mater. 28, 4203-4218 (2016).
  16. Zhang, Z., Qiu, J., Wang, S. Roll-to-roll printing of flexible thin-film organic thermoelectric devices. Manuf. Lett. 8, 6-10 (2016).
  17. Rim, Y. S., Bae, S. -H., Chen, H., De Marco, N., Yang, Y. Recent Progress in Materials and Devices toward Printable and Flexible Sensors. Adv. Mater. 28, 4415-4440 (2016).
  18. Matsuhisa, N., et al. Printable elastic conductors with a high conductivity for electronic textile applications. Nat. Commun. 6, 7461 (2015).
  19. Bernards, D. a, Malliaras, G. G. Steady-State and Transient Behavior of Organic Electrochemical Transistors. Adv. Funct. Mater. 17 (17), 3538-3544 (2007).

Tags

الهندسة الحيوية، العدد 121، الزخرفة، والمنسوجات، وإجراء البوليمرات والأجهزة العضوية والالكترونيات يمكن ارتداؤها، والإلكترونيات العضوية والمنسوجات الإلكترونية
وبسيطة وقابلة للتطوير أسلوب تلفيق لعضوي الأجهزة الإلكترونية بشأن المنسوجات
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Ismailov, U., Ismailova, E.,More

Ismailov, U., Ismailova, E., Takamatsu, S. A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles. J. Vis. Exp. (121), e55439, doi:10.3791/55439 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter