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智能多响应性生物材料及其在4D生物构图中的应用
摘要：4D打印的出现已成为在生物医学应用（例如组织工程和再生医学）中产生复杂结构的关键工具。本章概述了该领域的当前状态及其巨大的潜力，以更好地理解所涉及的技术以建立复杂的4D打印结构。这些结构具有感知和响应各种刺激的能力，其中包括温度，湿度或电力/磁化剂的变化。首先，我们描述了4D打印技术，其中包括基于挤出的喷墨打印，以及基于光的基于液滴的方法，包括选择性激光烧结（SLS）。还提出了几种用于4D打印的生物材料，随着时间的流逝，它们可能会在各种外部刺激中发生结构变化。这些结构具有革新需要适应能力和智能材料的领域的希望。此外，突出了4D打印智能结构的生物医学应用，涵盖了从药物输送到再生医学的各种预期应用。最后，我们解决了与当前技术相关的许多挑战，涉及技术的道德和监管方面，以及在体外以及在体外以及4D打印结构的体内测试中都需要标准化方案，这是针对最终临床实现的重要步骤。
神经技术的可打印设备
神经技术的可打印电子设备是一个快速新兴的领域，利用各种印刷技术来制造电子设备，提供快速原型，可扩展性和成本效益的优势。这些设备在神经生物学中具有有希望的应用，使神经元信号和受控药物传递的记录。本评论概述了印刷技术，用于神经设备制造的材料及其应用。讨论的打印技术包括喷墨，丝网印刷，弹性印刷，3D打印等等。每种方法都有其独特的优势和挑战，从精确的打印和高分辨率到材料兼容性和可扩展性。选择合适的可打印设备的材料至关重要，考虑到生物相容性，灵活性，电性能和耐用性等因素。导电材料（例如金属纳米颗粒和导电聚合物）通常用于神经技术。电介质材料，例如聚酰亚胺和聚苯乙烯，在设备制造中起着至关重要的作用。可打印设备在神经技术中的应用涵盖了各种神经探针，电代理阵列和微电极阵列。这些设备具有灵活性，生物相容性和可扩展性，使其具有成本效益，适合临床前研究。但是，需要解决一些挑战，包括生物相容性，精度，电性能，长期稳定性和调节障碍。本评论强调了可打印电子学的潜力，可以推进我们对大脑的理解和治疗神经系统疾病，同时强调克服这些挑战的重要性。
电解石墨烯场现场效应晶体管，用于检测水性培养基中的gadolinium（iii）
摘要：在这项工作中，开发了用于水中的GD 3+离子检测的电解石墨烯场效应晶体管。通过在聚酰亚胺的光载体上制造了晶体管的源和排水电极，而石墨烯通道则是通过用喷墨打印氧化石墨烯墨水墨水来获得的，随后将氧化石墨烯墨水还原以减少氧化石墨烯。GD 3+选择性配体DOTA由炔烃连接器功能化，以通过在金电极上的Chemistry将其移植而不会失去其对GD 3+的影响。全面描述了合成途径，配体，接头和功能化表面的特征是电化学分析和光谱。AS官能化电极用作石墨烯晶体管中的栅极，因此可以调节源量电流作为其电势的函数，该电源本身是由在门表面上捕获的GD 3+浓度调节的。即使在包含其他潜在干扰离子的样品中，获得的传感器也能够量化GD 3+，例如Ni 2+，Ca 2+，Na+和3+。量化范围从1 pm到10 mm，对于三价离子，灵敏度为20 mV dec -1。这为医院或工业废水中的GD 3+定量铺平了道路。
使用三维印刷制定生物制药
在药物制剂中，可以根据需要改变活性药物成分（API）等因素，例如速率，位点或释放时间，以创建改良的释放（MR）剂型。MR制剂可以包括延迟释放，脉动释放，扩展释放等[1]。MR制剂提供了各种优势，包括降低给药频率，增加患者依从性，副作用减少和延长作用持续时间。最终，MR配方在加强患者生活质量的同时提供了更好的治疗结果。自从有史以来第一届美国食品药品监督管理局（美国FDA）批准的三维印刷平板电脑以来，人们对该技术在药物输送和生物医学应用中的应用产生了越来越多的兴趣。3D打印可以快速对药品的原型制作，从而使研究人员能够在短时间内筛选多个配方，从中选择理想的候选人。添加剂制造，通常称为3D打印，是一个以逐层方式打印3D对象的过程[2]。3D打印的最常见类型包括增值税光聚合（VPP），融合沉积建模（FDM），粉末床融合（PBF），喷墨写作和直接墨水写作[3]。在这篇评论中，我们将重点介绍用于制定修改的各种3D打印机
应力膜直接图案化对马鞍形翘曲的应力分析与优化
摘要 随着三维集成电路（3D-IC）堆叠的增加，由于不对称马鞍形翘曲的增加，机械应力问题具有挑战性。通过在晶圆背面形成数十微米的沟槽或进行激光退火处理来减少不对称翘曲的各种方法已被提出，但它们的产量低或缺乏改进价值。在本文中，我们提出了一种通过在晶圆背面直接涂覆来降低取决于翘曲形状的机械应力的新方法。所提出的方法是通过使用喷墨打印对感光聚酰亚胺（PSPI）进行图案化以调整表面特性和台阶，然后沉积具有高压应力的四乙基硅酸酯（TEOS）薄膜来释放翘曲。利用ABAQUS有限元分析软件，测量了裸晶圆在工艺前后沿x轴和y轴方向的不对称弯曲变化。通过实验和仿真，在300mm晶圆上部分沉积10µm厚的TEOS膜时，x-y方向的倾斜度约为230µm。此外，利用该工艺，可以根据TEOS膜厚度和面积的变化来释放局部弯曲（翘曲）。这些结果为解决堆叠工艺引起的异常翘曲提供了有效的指导，可应用于先进封装中的3D集成。关键词 翘曲、马鞍形翘曲、NAND、3D NAND、背面图案化
增材制造高速原位 X 射线成像...
3D冷冻打印（3DFP）将按需滴落（DOD）喷墨打印与冷冻铸造相结合，以制造具有定制几何形状的轻质多功能气凝胶。冷冻铸造是一种高效且易于实施的方法，能够为许多不同的应用制造多孔海绵状结构。该过程通过控制制造条件和冷冻动力学来定制最终产品的微观结构（即孔隙形貌、排列、平均尺寸分布等）。它与DOD打印的结合提供了设计宏观结构的能力，而无需依赖模具，正如报道的由石墨烯、银纳米线和其他纳米复合材料制成的3D冷冻打印气凝胶一样。在本文中，我们使用市售的胶体二氧化硅墨水进行了原位X射线成像，以了解3DFP中的内部过程动态。我们研究了具有以下层次结构的3DFP过程：首先，单个液滴；然后，从液滴聚结中获得均匀的线条；最后，逐层沉积三条连续的线条。借助 X 射线成像，通过观察印刷线尖端后的冻结前沿内部，现场显示了材料沉积和冻结速率之间的平衡的重要性。通过观察到的从下层到上层的冰晶，还显示了基板温度对消除不良界面边界的影响。
量子点彩色滤光片 Micro-LED 显示器研究
鉴于这些挑战，量子点彩色滤光片 (QDCF) 已被提出作为实现全彩微型 LED 显示器的替代方法 [2, 13, 17]。在该技术中，含量子点 (QD) 的材料（例如量子点光刻胶 (QDPR) 或量子点墨水）通过光刻或喷墨打印图案化为像素化阵列。然后，将该 QDCF 顶部玻璃以像素到像素的精度安装在全蓝色微型 LED 背板上。红色和绿色子像素中的红色 QD (R-QD) 和绿色 QD (G-QD) 会分别将蓝色微型 LED 发出的蓝光转换为红光和绿光，实现全彩显示。这样，只需要单色蓝色微型 LED 背板，这大大简化了传质过程，也减轻了温度引起的色移。在本文中，我们介绍了对 QDCF 微型 LED 技术的研究。我们使用光刻技术在 QDCF 顶部玻璃上图案化红色和绿色 QDPR。然后，将该顶部玻璃与蓝色微型 LED 背板精确粘合。测量所得器件的光学性能。此外，我们讨论了蓝光发射角度对 QDPR 厚度的适当选择以及优化精密粘合工艺以消除串扰的影响。结果，我们实现了具有良好显示性能的 1.11 英寸 228 ppi 全彩 QDCF 微型 LED 原型。讨论可能促进 QDCF 技术在微型 LED 显示器中的应用。
制造极强润湿性表面，用于在较宽的温度范围内控制液滴操作
摘要 宽温度范围内液滴可控操控在微电子散热、喷墨打印、高温微流控系统等领域有着广阔的应用前景。然而，利用工业上常用的方法构建可控液滴操控平台仍然是一个巨大的挑战。流行的液滴控制方法高度依赖于外界能量输入，对液滴运动行为和操控环境（如距离、速度、方向和宽温度范围）的可控性相对较差。本文报道了一种简便易行、工业适用的制备Al超疏水（S-phobic）表面的方法，该表面能够在宽温度范围内控制液滴的弹跳、蒸发和传输。并进行了系统的机理研究。采用电化学掩模刻蚀和微铣削复合工艺在Al基底上制备了极润湿性表面。为了研究蒸发过程和热耦合特性，进行了宽温度范围内液滴的受控蒸发和受控弹跳。基于液滴在极端润湿性表面的蒸发调控和弹跳机理，利用拉普拉斯压力梯度和温度梯度，实现了在较宽温度范围内合流、分流、抗重力输运的液滴受控输运，为新型药物候选物、水收集等一系列应用提供了潜在的平台。
润湿性工程用于研究二维层状材料中的离子传输
研究二维材料时，一种常见的方法是将它们支撑在固体基底表面上。在这种情况下，如果要按需插入离子，即通过某种控制机制，则必须使离子与电解质接触。二维材料中特定离子相对于对电极的化学势差为离子插入提供了可控的驱动力。尽管基底本身可以充当固态电解质，例如离子导电玻璃陶瓷，[10–12] 但支撑二维材料层之间的离子插入可能会受到阻碍，因为有效插入通常通过边缘或缺陷位进行。从顶部涂抹电解质时更有可能覆盖这些位置——这种方法近年来被广泛使用，主要用于静电门控。 [13,14] 为了系统地解决离子插入和传输问题，将电解质与 2D 材料以图案化方式整合在一起非常重要，例如，对离子扩散过程施加方向性。这主要是样本大小和图案分辨率问题，在 100 µm 及以上的规模上可以解决，例如通过固态电解质的增材制造 [15] 或液态电解质的喷墨打印。[16–18] 目前，这些方法的局限性在于打印分辨率以及电解质的机械性能。因此，粘稠电解质或离子凝胶更容易打印，[16] 而一系列低粘度电池级电解质（如碳酸乙烯酯/碳酸二乙酯中的 LiPF 6）则不然。这些电解质往往很容易润湿样品的大部分表面，必须
用于研究2D层次材料的离子传输的可润湿性工程
要研究2D材料，一种共同的途径是在固体基板的表面上支撑它们。在这种情况下，如果要按需插入离子，即通过某种控制机制，则必须与电解质接触。相对于计数器电极，给定的2D材料中给定的离子物种的化学潜力差异为离子插入的驱动力提供了可以控制的驱动力。尽管底物本身可以用作固态电解质，例如在离子导电玻璃陶瓷的情况下，[10-12]在受支持的2D材料的层之间插入离子插入可能会受到阻碍，因为通常有效地插入了通常通过边缘或缺陷站点进行有效插入。在从顶部施加电解质时，覆盖它们的可能性更大 - 近年来，这种方法主要用于静电门控。[13,14]为了以系统的方式插入和运输的目的解决，重要的是以图案化的方式将电解质与2D材料集成在一起，例如在离子扩散过程上强加方向性。这主要是样本量和模式分辨率问题，可以通过100 µm及以后的规模来解决，例如，通过固态电解质的添加剂制造[15]或通过对液体的喷墨打印。[16–18]这些方法的当前局限性是通过打印分辨率以及通过电解质的机械性能来设置的。这些往往很容易弄湿样品表面的大部分，必须因此，粘性电解质或离子 - 凝胶更直接地打印[16]，而一系列低粘度电池级电解质（例如碳酸乙酯/碳酸乙酯中的LIPF 6）不是。