电喷印刷柔性传感器

柔性传感器因其在弯折、扭曲、拉伸等大变形条件下具有稳定的传感性能,所以在软体机器人、可穿戴电子和生物医疗等领域具有潜在的应用前景,受到了国内外研究者的广泛关注。与传统光刻技术相比,印刷技术制造作为增材制造,具有绿色、低成本和可大面积制造的优势,被广泛应用于柔性电子器件制备。其中,电流体动力喷墨打印(电喷印)技术因其具有多种功能材料的兼容性,被认为最有可能替代传统的光刻技术,实现柔性传感器高分辨率和跨规模制造。近年来,电喷印技术在微型化柔性传感器制造领域显示出广泛的应用潜力。本综述重点介绍了电喷印刷柔性传感器的工艺、材料和应用的最新研究进展。首先,详细介绍了电流体动力喷墨打印技术的工作原理,总结了用于电喷印的各种功能性墨水材料,然后,介绍了电喷印刷中墨水和柔性基底间表界面调控的问题。随后,综述了电喷印方法在柔性压力传感器、柔性气体传感器和柔性电化学传感器等柔性传感器制造的应用进展。最后,总结讨论了下一代电喷印刷技术在柔性传感器领域的机遇与挑战。     

丝网印刷柔性电子器件

有机电子器件的主要优势之一是溶液可处理性,这使得可以通过多种印刷方法制备有机电子器件。丝网印刷作为一种十分成熟的印刷方法,被广泛应用于微电子器件的制备。本文主要从丝网印刷的组成、影响丝网印刷精密度的因素以及丝网印刷在场效应晶体管、太阳能电池、有机发光二极管等柔性电子器件制备中的应用分别作以介绍,并对目前丝网印刷在印刷柔性电子器件中存在的困难和挑战作以总结。     

水凝胶仿生柔性电子学

水凝胶力学性质与生物组织相似,生物相容性好,在生物电子学领域具有独特的优势.受生物组织——如皮肤、神经、肌肉等启发,发展了具有仿生结构和功能的水凝胶材料.以这种水凝胶材料制作而成的柔性电子器件具有感知温度、压力、应变、电场等外界刺激的功能,可模拟生物组织的传感能力,在仿生电子皮肤,人工肌肉,人工神经等领域具有重要的应用...     

可用于印刷电子的水性CNTs导电材料及其在印刷电子器件上的应用

印刷电子技术较传统硅基微电子技术具有大面积、柔性化与低成本的优势,具有广阔的应用前景。而印刷电子材料的制备是印刷电子技术得以蓬勃发展的关键所在。碳纳米管（CNTs）是近年来发展迅速的新型碳材料之一,可应用在透明导电薄膜、晶体管、电容器、传感器、催化剂、高强度材料等各个材料领域。本文主要介绍了采用双亲共聚物改性CNTs,制备适用于印刷电子的导电墨水及其在印刷电子器件上的应用。     

有机智能传感材料与器件研究进展

有机光电子材料具有柔性、低成本、可大面积加工以及分子结构可调等特点,在可穿戴智能器件领域具有巨大的应用潜力.有机分子可以通过结构的设计调节其光学、电学、机械和化学等特性,从而实现丰富的传感功能.有机智能传感器具有快速响应、高选择性、高灵敏和机械柔性等优势,被广泛应用于环境监测、电子皮肤、医疗监测、人机交互等智能感知领域.本文综述了近年来有机智能传感材料与器件的研究进展,包括小分子半导体、聚合物半导体和导电聚合物等有机传感材料,以及化学传感器、温度传感器、光学传感器和机械传感器等有机智能传感器件的前沿应用,重点介绍了目前生物传感器、仿生传感器等智能感知器件和系统的发展现状,并对其未来发展过程中面临的挑战进行了分析.     

柔性可穿戴电子传感器研究进展

随着智能终端的普及,可穿戴电子设备呈现出巨大的市场前景.传感器作为核心部件之一,将影响可穿戴设备的功能设计与未来发展.柔性可穿戴电子传感器具有轻薄便携、电学性能优异和集成度高等特点,使其成为最受关注的电学传感器之一.综述了近年来柔性可穿戴电子传感器的研究进展,包括压阻、电容、压电、力致发光和摩擦电等信号转换机理,金属、无机半导体、有机和碳材料等柔性可穿戴电子的常用材料,柔性电子传感器的印刷制造及其在体温和脉搏检测、表情识别和运动监测等方面的最新应用,最后提出了柔性可穿戴电子传感器面临的挑战与未来发展方向.     

碳纳米管薄膜的制备及其在柔性电子器件中的应用

近年来,柔性电子器件的发展日新月异。以碳纳米管为代表的碳纳米材料,尤其是其组装成的宏观结构碳纳米管薄膜具有良好的柔性和优异的导电性,且具有化学稳定、热稳定、光学透明性等优点,在柔性电子领域展现了极大的应用潜力。本文简要综述了近年来碳纳米管薄膜在柔性电子器件领域的研究进展。首先详细介绍了碳纳米管薄膜的两类主要制备方法,分别为干法制备和湿法制备;继而介绍了碳纳米管薄膜在多种柔性电子器件的组装、性能与应用方面的最新研究进展;最后总结了碳纳米管薄膜基柔性电子领域的发展现状,并讨论了该领域所面临的挑战及其未来前景。     

有机神经形态机器视觉器件及系统

随着有机半导体材料及其器件的快速发展,有机电子学在可穿戴设备、人工智能等发面取得快速发展.有机半导体材料具有成本低、生物相容性好、光谱响应可调、柔性度好等优势,在光电器件等新兴智能感知领域显示出巨大的商业应用潜力,同时也是制造柔性仿生视觉传感器不可或缺的组成部分.本文从有机光电材料分类及用于视觉仿生感知的光电器件层面重点介绍了近年来人工神经形态视觉智能传感系统的研究进展,包括应用较多的视觉触觉多感集成系统.最后阐述了发展有机仿生视觉系统的重要意义与现存挑战以及展望,为将来有机视觉感知应用及多感集成提供可行的研究方向.     

纸基柔性导电材料及器件

柔性电子产品因其独特的柔性、高效、低成本的制造工艺等诸多优势受到广泛关注,但与日俱增的柔性电子器件却产生很多不可降解的塑料废弃物,对人类赖以生存的环境造成破坏。为了更好地契合可持续发展的时代理念,科研工作者开始寻找“绿色”基材代替现有的塑料来制备环境友好型的柔性电子器件。与塑料相比,纸张具有价格低廉（约为PET价格的二十分之一）、可再生、可持续、可生物降解等优势,并具有实现规模化生产的巨大潜力,引起科研工作者的广泛关注。如何根据纸张的结构特点,结合“绿色”材料,制备出更符合柔性产品要求的纸基导电材料并使其成为柔性电子器件的重要组成部分,对扩大纸基导电材料在柔性电子器件领域的应用具有十分重要的意义。 本文实验部分可细化为3个部分,逐层次探讨了纸基导电材料的制备及其在柔性电子器件中的应用,主要内容包括： 1.引入离子凝胶作为导电材料,成功制备了离子凝胶导电纸,并将其应用于电致发光器件中。将离子凝胶作为导电组分,制备离子凝胶导电墨水,与传统的印刷方式相结合,成功实现了离子凝胶导电纸的高速量产,且制备的导电纸还具有优异的机械性能、稳定的电学性能,为扩大导电纸在柔性电子器件中的应用带来福音。 2.引入PDES作为导电材料,实现了导电纸的绿色制造和图案精细化。用可聚合低共熔溶剂（PDES）代替离子凝胶,通过丝网印刷的方式转移到原纸上,经UV光照射几秒钟便可使PDES固着在原纸上,实现了PDES型导电纸的绿色、快速制备,为实现按需图案化印刷电路的制备提供了一条新的路径,是一种快速、无VOC的绿色精细图案制造过程。 3.制备了具有较好力学性能的高透明纳米导电纸,并将其用于纸基电容器的构建。使用纳米纤维素作为原纸的制备材料,使制得的导电纸具有较高的透明度;使用少量纳米银作为导电组分,保证了导电纸的成本;经氯化胆碱/尿素低共熔溶剂水溶液浸泡后,拉伸性能较纯纳米纤维素纸提高近十倍。高透明纳米导电纸的简单制备,为进一步拓宽导电纸在柔性电子器件中的应用做出了较大贡献。     

金属纳米颗粒导电墨水的制备及其在印刷电子方面的应用

发展下一代柔性、低价和环境友好的印刷电子技术已取得大量的研究进展。印刷电子是基于印刷原理的电子制备技术,主要是将一些液体分散性好的或可溶性材料进行印刷图案化从而实现电子元器件的制备。印刷电子学涉及大量的基础学科问题,包括材料、设备、工艺与应用多方面的共性技术,但其关键技术之一在于制备环保、低成本的新型导电墨水。结合印刷电子基础与应用研究的发展现状,本文主要对金属纳米颗粒的合成及其导电墨水的制备与相关应用的最新研究进展进行了综述和讨论,并对其在传感器、薄膜晶体管(TFT)、太阳能电池及RFID等方面的最新应用进展进行了概述。     

导电油墨及其应用技术进展

印刷电子是将传统印刷工艺应用于电子产品制造的新型工艺技术,导电油墨是印刷电子关键材料之一,受到了人们的广泛关注。为了全面了解并把握导电油墨及其应用发展动态,本文结合近年来导电油墨领域文献及研究工作情况,综合分析了导电油墨的分类、构成以及其印刷工艺技术和印刷装备情况,指出导电油墨的主要发展方向在于既要开发新型功能材料（如碳纳米管、石墨烯等）在导电油墨中的应用技术,又要提高印刷成膜后导电材料间的互联性能,解决印刷电路与其它器件间的连线问题。     

国外印刷电子产业发展概述

近年来印刷电子有了快速发展,许多有关印刷电子的科研成果,已从实验室投入了生产,初步形成了印刷电子产业体系。本文介绍了应用于印刷电子的各类有机、无机材料及工艺装备,特别详细列举了各类印刷电子产品及其应用情况,这些印刷电子产品已开始进入人们日常生活的多个方面。虽然印刷电子产业尚处于发展初级阶段,市场不够成熟,但已显示出十分光明的发展前景。文中还指出政府机构的重视和支持是国外印刷电子产业发展的重要因素。     

印刷电子用金属材料的墨水化及图案化研究进展

印刷电子是采用印刷工艺,把功能性墨水快速印制在有机或无机基材上,形成各种电子元件和线路的科学与技术。其中墨水的制备,即各种功能材料的墨水化,以及后续在软基材上的印刷成膜,即墨水的图案化,是决定印刷电子实用化发展的关键。本文主要介绍了金属材料的墨水制备及其印刷烧结技术的研究进展,讨论了印制电子带来的材料和技术的挑战及机遇,指出导电材料选择及其墨水化与图案化有机结合是未来印刷电子和材料发展的方向。     

Printed skin-like large-area flexible sensors and actuators

In ambient electronics in the next generation, multiple electronic objects are scattered on walls, ceilings or in imaginative locations and interact each other to enhance safety, security and convenience. For implementation of many electronic objects in our daily life, large-area sheet-type flexible devices are expected to play an important role. In this paper, we review recent progress and future prospects of printed skin-like large-area flexible sensors and actuators. Moreover, the issues and the future prospect of flexible devices such as printed plastic MEMS devices and organic transistors will be addressed from the view point of ambient electronics.     

Flexible electronics based on one-dimensional inorganic semiconductor nanowires and two-dimensional transition metal dichalcogenides

Flexible electronics technology is considered as a revolutionary technology to unlock the bottleneck of traditional rigid electronics that prevalent for decades, thereby fueling the next-generation electronics. In the past few decades, the research on flexible electronic devices based on organic materials has witnessed rapid development and substantial achievements, and inorganic semiconductors are also now beginning to shine in the field of flexible electronics. As validated by the latest research, some of the inorganic semiconductors, particularly those at low dimension, unexpectedly exhibited excellent mechanical flexibility on top of superior electrical properties. Herein, we bring together a comprehensive analysis on the recently burgeoning low-dimension inorganic semiconductor materials in flexible electronics, including one-dimensional (1D) inorganic semiconductor nanowires (NWs) and two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDs). The fundamental electrical properties, optical properties, mechanical properties and strain engineering of materials, and their performance in flexible device applications are discussed in detail. We also propose current challenges and predict future development directions including material synthesis and device fabrication and integration.     

3D Printing in analytical sample preparation

In the last 5 years, additive manufacturing (three‐dimensional printing) has emerged as a highly valuable technology to advance the field of analytical sample preparation. Three‐dimensional printing enabled the cost‐effective and rapid fabrication of devices for sample preparation, especially in flow‐based mode, opening new possibilities for the development of automated analytical methods. Recent advances involve membrane‐based three‐dimensional printed separation devices fabricated by print‐pause‐print and multi‐material three‐dimensional printing, or improved three‐dimensional printed holders for solid‐phase extraction containing sorbent bead packings, extraction disks, fibers, and magnetic particles. Other recent developments rely on the direct three‐dimensional printing of extraction sorbents, the functionalization of commercial three‐dimensional printable resins, or the coating of three‐dimensional printed devices with functional micro/nanomaterials. In addition, improved devices for liquid–liquid extraction such as extraction chambers, or phase separators are opening new possibilities for analytical method development combined with high‐performance liquid chromatography. The present review outlines the current state‐of‐the‐art of three‐dimensional printing in analytical sample preparation.     

液态金属印刷电子墨水研究进展

印刷电子是一种基于印刷原理的新兴电子增材制造技术,与传统电子加工方法相比,它在大面积、柔性化、个性化、低成本制造电子等方面具有无可比拟的优势。印刷电子所用的典型导电墨水通常分为三类：碳系、高分子及金属导电墨水,然而它们在打印后仍需借助高温后处理工艺,以进一步提升打印物及墨水的电导率及运行可靠性,步骤稍显繁琐;且由于相应纳米材料及墨水的配制较为复杂,也增加了使用的成本。液态金属作为一大类新出现的电子打印墨水,近年来正日益成为重要的研究领域,这种墨水具有电导率高、制备简单、无需后处理等独特优点。为推动这一方向的研究,本文评述了国内外围绕液态金属导电墨水物理化学性质的研究进展及对应的典型打印方法,并指出了进一步发展的方向。     

Present status of the functional advanced micro-, nano-printings – a mini review

Additive printing technology and expertise have experienced noteworthy development driven by their ability to revolutionize academic and industrial manufacturing and research. They also have particular practical uses in the areas of micro and nanofabrication. Micro- and nano-printings have found a tremendous number of applications in material synthesis/patterning, electronics, medicine and biotechnology. In this mini review, we examine the important additive micro and nano printing techniques, including contact and noncontact, and roll to roll (R2R) printing methods as well as recently emerging techniques such as micro- or nano-pen printings, laser-induced forward transfer (LIFT) and aerosol jet printing (APJ). We also discuss the materials that are printable by these technologies, the applications of micro- and nano-printings, key features, advantages and challenges.     

OLED with Hole-Transporting Layer Fabricated by Ink-Jet Printing

we report about the fabrication of organic light-emitting diodes (OLEDs) ink-jet printing a hole-transporting polymer (PF6, poly(9,9-dihexyl-9H-fluorene-2,7-diyl)) on flexible substrate (PET) and performing the other layers through vacuum thermal evaporation. The aim of the work is to employ the ink-jet printing (IJP) technology, familiar as a method for printing on paper, in optoelectronic applications and to determine how the deposition method affects the functional material film properties and hence the ultimate device performances. In this line of work, ink-jet printed polymer films are compared to same spin-coated polymer from the electro-optical point of view: both prepared materials are adopted as HTLs of electroluminescent devices. All manufactured OLEDs are characterized and their behaviours are investigated and analyzed with theoretical models. The results show differences in current density and optical behaviours between the devices fabricated by means of the above mentioned technologies which can be justified in terms of different trap distribution induced by impurity energy levels associated to each process.