MARCY KAPTUR,俄亥俄州 DAVID E. PRICE,北卡罗来纳州 LUCILLE ROYBAL-ALLARD,加利福尼亚州 SANFORD D. BISHOP,JR.,乔治亚州 BARBARA LEE,加利福尼亚州 BETTY MC COLLUM,明尼苏达州 TIM RYAN,俄亥俄州 CA DUTCH RUPPERSBERGER,马里兰州 DEBBIE WASSERMAN SCHULTZ,佛罗里达州 HENRY CUELLAR,德克萨斯州 CHELLIE PINGREE,缅因州 MIKE QUIGLEY,伊利诺伊州 DEREK KILMER,华盛顿 MATT CARTWRIGHT,宾夕法尼亚州 GRACE MENG,纽约州 MARK POCAN,威斯康星州 KATHERINE M. CLARK,马萨诸塞州 PETE AGUILAR,加利福尼亚州 LOIS FRANKEL,佛罗里达州 CHERI BUSTOS,伊利诺伊州 BONNIE WATSON COLEMAN,新泽西州 BRENDA L. LAWRENCE,密歇根州 NORMA J. TORRES,加利福尼亚州 ANN KIRKPATRICK,亚利桑那州 ED CASE,夏威夷 ADRIANO埃斯帕伊拉特(纽约州) 乔什·哈德(加利福尼亚州) 詹妮弗·韦斯顿(弗吉尼亚州) 戴维·特罗内(马里兰州) 劳伦·安德伍德(伊利诺伊州) 苏西·李(内华达州) 约瑟夫·D·莫雷尔(纽约州)
纸张凭借其柔韧性和顺应性、亲水性和高机械强度等优良特性,已成为诊断设备中极具竞争力的基材。[7–10] 这些优异的特性使纸张在纸基设备制造中具有优异的性能。此外,它还环保、可重复使用/回收、可生物降解和生物相容性好。[9,11–13] 出于这些原因,随着全球对“绿色电子”的趋势和承诺,纸基传感器越来越受到关注。因此,本文提出了一种通过 IJP 技术开发传感器的灵活、一次性且低成本的解决方案。纸基分析设备(PAD)利用其微流体特性,成为开发灵活、一次性和更简单的设备的焦点。 [14–16] PAD 通常包括使用蜡印、光刻或化学气相沉积等技术在纸上图案化的亲水/疏水微结构排列。 [17] 2009 年,Dungchai 等人 [18] 展示了 PAD 与电化学传感器 (ePAD) 的组合如何比单微电极检测或比色 PAD 传感器实现更可靠的测量。 [19] 电化学检测是一种颇具吸引力的纸基微流体替代检测方案,因为它体积小、便携性强、成本低、灵敏度高,并且通过适当选择检测电位和/或电极材料可实现高选择性。 [20] 因此,电化学检测广泛应用于从临床诊断到环境生物传感的分析测量中。 [21–25]
本文介绍了冲击打印的概念,这是一种新的增材制造 (AM) 方法,通过机器人注射过程聚集可塑性离散元素(或软颗粒)。软颗粒之间的结合源于加速阶段获得的动能转化为冲击时的塑性变形。因此,软颗粒之间不需要额外的粘合材料;材料本身的内聚力和自锁能力充当主要粘合剂。可以调节注射力和随之而来的冲击力,并产生不同的压实率。通过线性注射材料,我们将沉积设备与生产的部件分离,并为沉积过程提供灵活性,使其有可能在任何方向或不受控制的表面上构建。冲击打印生产的部件具有介于砌砖(离散构建块的组装)和 3D 打印(计算机控制的材料沉积或固化)之间的形式特征。它提出了一种新颖的数字制造方法和传统连续 AM 工艺的替代方案。本文通过一系列原型实验验证了冲击打印方法,这些实验采用机器人制造装置进行,该装置由一个六轴机械臂组成,该机械臂上安装有材料发射装置,可以形成、定向和投射软颗粒。我们将解释和演示其原理,并定义制造参数,例如发射力、发射距离和由此产生的聚集体的特征。
通常,MB 的总占地面积在平方毫米甚至平方厘米量级,或者电极厚度限制在 10 毫米以内,对于 3D 配置,体积则为亚立方毫米。根据微电极的几何形状,MB 可分为 1D 形状、2D/3D 堆叠结构和 2D/3D 平面配置。15 – 17 与传统电池的三明治结构(仅允许离子沿垂直方向扩散)不同,MB 独特的电极结构可以缩短离子传输路径,提高倍率性能和功率密度。特别是具有叉指微电极的平面 MB 表现出多方向离子扩散机制,极大地促进了反应动力学。 18,19 此外,从结构角度考虑,采用浆料浇铸法制备的传统电池难以满足微电子的美学多样性和形状可定制性要求。20 – 22 值得注意的是,MB 可以通过各种微加工方法解决上述形状多样性和定制结构的问题,例如光刻、23,24 激光划片、25 – 27 电沉积、28,29 丝网印刷、30,31 和 3D 打印技术。32 – 34 光刻
MARCY KAPTUR,俄亥俄州 DAVID E. PRICE,北卡罗来纳州 LUCILLE ROYBAL-ALLARD,加利福尼亚州 SANFORD D. BISHOP,JR.,乔治亚州 BARBARA LEE,加利福尼亚州 BETTY MC COLLUM,明尼苏达州 TIM RYAN,俄亥俄州 CA DUTCH RUPPERSBERGER,马里兰州 DEBBIE WASSERMAN SCHULTZ,佛罗里达州 HENRY CUELLAR,德克萨斯州 CHELLIE PINGREE,缅因州 MIKE QUIGLEY,伊利诺伊州 DEREK KILMER,华盛顿 MATT CARTWRIGHT,宾夕法尼亚州 GRACE MENG,纽约州 MARK POCAN,威斯康星州 KATHERINE M. CLARK,马萨诸塞州 PETE AGUILAR,加利福尼亚州 LOIS FRANKEL,佛罗里达州 CHERI BUSTOS,伊利诺伊州 BONNIE WATSON COLEMAN,新泽西州 BRENDA L. LAWRENCE,密歇根州 NORMA J. TORRES,加利福尼亚州 ANN KIRKPATRICK,亚利桑那州 ED CASE,夏威夷 ADRIANO埃斯帕伊拉特(纽约州) 乔什·哈德(加利福尼亚州) 詹妮弗·韦斯顿(弗吉尼亚州) 戴维·特罗内(马里兰州) 劳伦·安德伍德(伊利诺伊州) 苏西·李(内华达州) 约瑟夫·D·莫雷尔(纽约州)
哈罗德·罗杰斯 (肯塔基州) 罗伯特·B·阿德霍尔特 (阿拉巴马州) 迈克尔·K·辛普森 (爱达荷州) 约翰·R·卡特 (德克萨斯州) 肯·卡尔弗特 (加利福尼亚州) 汤姆·科尔 (俄克拉荷马州) 马里奥·迪亚兹-巴尔特 (佛罗里达州) 史蒂夫·沃马克 (阿肯色州) 查尔斯·J·“查克”·弗莱施曼 (田纳西州) 大卫·P·乔伊斯 (俄亥俄州) 安迪·哈里斯 (马里兰州) 马克·E·阿莫迪 (内华达州) 大卫·G·瓦拉道 (加利福尼亚州) 丹·纽豪斯 (华盛顿州) 约翰·R·莫伦纳尔 (密歇根州) 约翰·H·卢瑟福 (佛罗里达州) 本·克莱恩 (弗吉尼亚州) 盖伊·雷申特哈勒 (宾夕法尼亚州) 迈克·加西亚 (加利福尼亚州) 阿什利·辛森 (爱荷华州) 托尼·冈萨雷斯 (德克萨斯州) 朱莉娅·莱特洛 (路易斯安那州) 迈克尔·克劳德 (德克萨斯州)迈克尔·盖斯特,密西西比州 瑞安·K·津克,蒙大拿州 安德鲁·S·克莱德,乔治亚州 杰克·拉·特纳,堪萨斯州 杰瑞·L·卡尔,阿拉巴马州 斯蒂芬妮·I·比斯,俄克拉荷马州 斯科特·富兰克林,佛罗里达州 杰克·埃尔泽,德克萨斯州 胡安·西斯科马尼,亚利桑那州 查克·爱德华兹,北卡罗来纳州
印刷有机和无机电子器件在传感器、生物电子学和安全应用中继续受到广泛关注。尽管印刷技术通常具有数十微米范围内的典型最小特征尺寸,并且需要在高温下进行后处理程序以增强功能材料的性能,但人们已经研究了许多印刷技术。在此,我们介绍了使用三种不同油墨(半导体 ZnO 以及金属 Pt 和 Ag)进行激光打印,这是一种制造最小特征尺寸低于 1 µ m 的印刷功能电子设备的简便方法。ZnO 打印基于激光诱导热液合成。重要的是,这三种材料中的任何一种在激光打印后都不需要进行任何类型的烧结。为了证明我们方法的多功能性,我们展示了功能二极管、忆阻器和基于 6 × 6 忆阻器交叉结构物理上不可克隆的功能。此外,我们通过结合激光打印和喷墨打印实现了功能晶体管。