The authors are grateful for the financial support from Ministry of Science and Technology.

1. Préparation de Silver Précurseur encre <ol><li> Ajouter 1,85 g de diéthanolamine (DEA) en 3,15 ml d&#39;eau déminéralisée. </li><li> Dissoudre 0,15 g de nitrate d&#39;argent dans 5 ml d&#39;eau désionisée. </li><li> Mélanger la solution aqueuse de nitrate d&#39;argent avec la DEA à un ratio de 1: 1 en volume d&#39;avoir précurseur d&#39;encre 10 ml d&#39;argent juste avant l&#39;utilisation. </li></ol> 2. Fabrication de étirables conducteur mince Films <ol><li> Préparation de l&#39;encre AgNW <ol><li> Diluer 2 ml de 0,5% en poids dans l&#39;isopropanol AgNWs avec 18 ml d&#39;eau déminéralisée. </li><li> Placez-le dans un bain à ultrasons pendant 30 secondes à 25 ° C. </li></ol></li><li> Fabrication de films minces par AgNW revêtement auto-pulvérisation <ol><li> Couper la norme des lames de microscope en morceaux de taille égale à 1 × 2,5 cm 2. Préparer 16 morceaux de verre de cette taille et les nettoyer avec un tissu de nettoyage de lentille éthanol-mouillé. </li><li> Transfert 16 ml AgNW encre (de la section 1) dans la peinture tasse de airbrUSH avec une pipette. Monter l&#39;aérographe sur un robot commandé par ordinateur pour le revêtement par pulvérisation. </li><li> Placez 8 de morceaux de verre dans un arrangement 4 × 2 sur la scène et les fixer avec des bandes résistantes à la chaleur. La superficie totale de tous les substrats de verre sur la scène est de 4 × 5 cm 2. </li><li> Régler la pression de travail et la température étape de chauffage à 3 bar et 100 ° C, séparément. </li><li> Ouvrez le logiciel de commande du robot. Cliquez pour sélectionner la séquence de commande de mouvement de la brosse dans la colonne &quot;Commande&quot;. Tapez les paramètres d&#39;entrée nécessaires pour terminer le programme d&#39;auto-pulvérisation, comme le montre la figure 1. Exécutez le programme. Remarque: La commande &quot;Line Speed&quot; rend le Voyage de l&#39;aérographe à 200 mm / sec. Par la commande &quot;Brush Espace&quot;, l&#39;aérographe va et vient dans la direction du côté court du tableau de substrat de verre tandis que les mouvements de la scène le long de la direction du côté long et l&#39;espace entre deux coups est de 5 mm. La «ligne de départ» et «Line End &quot;commandes déterminent les positions des points de l&#39;opération d&#39;auto-pulvérisation départ et de fin. Les positions d&#39;entre eux dépendent de la position de l&#39;ensemble de substrat de verre sur la scène. La&quot; commande Attendre Point &quot;fixe un temps d&#39;attente de 20 secondes dans la fin de chaque cycle de l&#39;auto-pulvérisation. &quot;Loop Adresse&quot; commande permet à plusieurs cycles de pulvérisation et le nombre de cycles d&#39;auto-pulvérisation est 15 fois. instruction plus détaillée des commandes peut être trouvée dans le protocole du fabricant. </li><li> Changez le nombre de cycles d&#39;auto-pulvérisation dans 30 fois. Répétez les étapes 2.2.3 - 2.2.5 pour fabriquer AgNW films minces de 30 cycles de pulvérisation. </li><li> Après revêtement par pulvérisation, cuire nanofils films minces d&#39;argent sur une plaque chaude à 120 ° C pendant 10 min. </li></ol></li><li> Les processus de soudure chimique <ol><li> Fonte 400 ul de précurseur encre argent sur chaque nanofil d&#39;argent par pulvérisation un film mince revêtu sur le substrat de verre. </li><li> Cuire les films sur une plaque chaude à 100 &amp;# 176; C pendant 40 min. </li><li> Rincer les revêtements réactifs soigneusement avec de l&#39;eau déminéralisée pour éliminer les résidus de produits chimiques réactifs et air-sécher les films enduits. </li></ol></li><li> Cast-le pelage processus <ol><li> Fonte 200 ul PU disponible dans le commerce d&#39;émulsion à base d&#39;eau sur chaque film mince composite de nano-argent sur le substrat de verre. </li><li> Air-sécher les films pendant 10 heures pour assurer la pleine solidification. </li><li> Décoller les échantillons de substrats de verre comme composites films autoportants. </li></ol></li></ol> 3. Caractérisation <ol><li> Test Stretching <ol><li> Tournez sur la scène linéaire motorisé et attendre 10 minutes pour que la machine se réchauffer. </li><li> Ouvrez le logiciel de commande de l&#39;étage. Définir le nombre des étapes mobiles du moteur en 8000. Cliquez sur &quot;X +&quot; dans le logiciel de commande de l&#39;étage pour déplacer la scène mobile jusqu&#39;à ce qu&#39;il touche la scène fixe et cliquez sur «SET 0&quot; pour régler la position de til scène mobile à zéro dans le logiciel de commande de l&#39;étage. Remarque: La scène mobile se déplace 0,00125 mm en une seule étape du moteur. Par exemple, la phase mobile se déplace de 1 cm si le moteur se déplace de 8000 mesures. Le signe plus de «X +» signifie que les mouvements de scène mobile dans la direction de rapprochement scène fixe tandis que le signe négatif de «X» signifie déplacer loin de la scène fixe. </li><li> Cliquez sur &quot;X&quot; pour déplacer la scène mobile de laisser 1 cm d&#39;espace entre la scène mobile et fixe. Fixez les deux extrémités de l&#39;échantillon avec les titulaires filaires sur le stade. De ce fait, la zone d&#39;étirage de l&#39;échantillon est de 1 x 1 cm 2. La configuration de la machine d&#39;étirage est représentée sur la figure 2. </li><li> Utilisez les pinces crocodiles, qui sont les autres extrémités des câbles de câblage pour les détenteurs de la scène (Figure 2), de se connecter au multimètre numérique pour les mesures de résistance. </li><li> Définir le nombre des étapes de mobile du moteur de 800. Cliquez sur &quot;X&quot; pour move le mobile une étape mm (souche de 10%) de l&#39;étage fixe pour étirer l&#39;échantillon et enregistrer la résistance. Répétez cette étape jusqu&#39;à ce que la résistance augmente de façon significative (~ souche 150%). </li></ol></li><li> Essai de stabilité <ol><li> Préparer le test comme dans les étapes 3.1.2 - 3.1.4. </li><li> Ouvrez le logiciel de multimètre numérique. Branchez le multimètre numérique à l&#39;ordinateur. Appuyez longuement sur le bouton &quot;REL Δ&quot; sur le multimètre numérique jusqu&#39;à ce qu&#39;une icône de l&#39;ordinateur apparaît dans le coin supérieur gauche de l&#39;écran multimètre numérique. Cliquez sur &quot;Connexion USB&quot; dans le logiciel de multimètre numérique et le logiciel commence à enregistrer résistances mesurées. </li><li> Entrez les commandes dans les champs de saisie dans le panneau du logiciel de contrôle de la phase de programme comme le montre la figure 3 La commande. &quot;: U-4000&quot; signifie pour déplacer la scène mobile de 4000 à quelques pas de la scène fixe alors que la commande &quot;: U4000&quot; moyens pour déplacer la scène mobile 4000 pas en arrièreà l&#39;étage fixe (4000 pour la souche de 50%, 8.000 pour 100% de déformation). Le nombre de cycles d&#39;étirement est de 15 fois. La vitesse par défaut de la scène mobile est de 1 mm / sec. </li><li> Cliquez sur &quot;Exécuter 123&quot; dans le panneau du logiciel de contrôle de la phase de programme à exécuter le programme automatique. Les mouvements de scène mobile dans un mouvement alternatif à étirer l&#39;échantillon avec des cycles d&#39;allongement de forme d&#39;onde triangulaire. </li><li> Cliquez sur l&#39;icône d&#39;enregistrement dans le logiciel de multimètre et exporter les données de profils de réponse de la résistance comme un fichier .xls. </li></ol></li><li> Test de l&#39;éclairage LED <ol><li> Préparer le test comme dans les étapes 3.1.2 - 3.1.3. Connecter les détenteurs câblés en série avec une LED et une alimentation. </li><li> Allumez l&#39;alimentation. Augmenter la tension à 9 V pour allumer la LED. </li><li> Cliquez sur &quot;X&quot; pour déplacer l&#39;étape 1 mm (10% de déformation) mobile éloigné de la scène fixe pour étirer l&#39;échantillon et prendre une photo pour enregistrer la luminosité de la LED. Répétez cette étape jusqu&#39;à ce que lalumière de LED devient faible. Veillez à ce que l&#39;exposition automatique de l&#39;appareil doit être éteint en prenant des photos. </li></ol></li></ol>

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S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reversibly+Stretchable+Transparent+Conductive+Coatings+of+Spray-Deposited+Silver+Nanowires.">Reversibly Stretchable Transparent Conductive Coatings of Spray-Deposited Silver Nanowires.</a> ACS Appl. Mater. 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C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+stretchable+and+conductive+silver+nanowire+thin+films+formed+by+soldering+nanomesh+junctions.">Highly stretchable and conductive silver nanowire thin films formed by soldering nanomesh junctions.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 16 (37), 19856-19860 (2014).</li><li>Chen, S. P., Kao, Z. K., Lin, J. L., Liao, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+conductive+features+on+flexible+substrates+from+a+thermally+accelerated+chain+reaction+at+low+sintering+temperatures.">Silver conductive features on flexible substrates from a thermally accelerated chain reaction at low sintering temperatures.</a> ACS Appl. Mater. Interfaces. 4 (12), 7064-7068 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Le processus de soudage chimique peut aider à renforcer le contact entre les nanofils d&#39;argent. Comme le montre la figure 4b, les jonctions fil / de fils sont recouverts d&#39;argent après l&#39;application de l&#39;encre d&#39;argent par pulvérisation réactive sur le film mince revêtu AgNW. La récupération de l&#39;argent repose fortement sur ​​le formaldéhyde généré par la dégradation de DEA, et ainsi le processus de brasage ou de réduction de l&#39;argent peut être accélérée ...

Appareils déformables avec une grande extensibilité ont été identifiés comme des pièces essentielles à la réalisation de l&#39;électronique portable et portables de la prochaine génération. 1 Ces appareils extensibles montrent non seulement une grande flexibilité que ces appareils sur des feuilles de plastique, 2, 3, mais aussi présenter une excellente la performance dans des conditions d&#39;étirement ou une torsion grave 4. Pour réaliser les électronique élastique, matériaux avec grande performance électrique sous une déformation importante est nécessaire. Les récents progrès dans les sciences des matériaux ont montré la possibilité de synthétiser ces matériaux fonctionnels et les ont utilisées pour concevoir des dispositifs optoélectroniques extensibles 5-9 avec une grande tolérance aux déformations de forme complexe. Parmi tous les matériaux fonctionnels électroniques, conducteurs extensibles sont nécessaires pour alimenter en énergie électrique les dispositifs optoélectroniques et sont d&#39;une importance critique pour les performances de l&#39;appareil ainsi.Parce que les matériaux conducteurs réguliers, comme le métal ou oxyde d&#39;indium-étain, manque de robustesse mécanique sous grande déformation, les interconnexions en ces matières sont incapables de présenter une bonne conductivité électrique sous processus d&#39;étirement. Ainsi, des substrats élastiques recouvertes d&#39;une fine couche de matériaux conducteurs souples, tels que des nanotubes de carbone, une graphène, 10 ou AgNWs, 11 à 14 sont conçus pour être conducteurs avec une excellente aptitude à l&#39;étirage. En raison de la conductivité apparente élevée, films minces AgNW ont été montré pour être le matériau le plus prometteur pour les conducteurs extensibles composites. 13 Les réseaux de percolation de films minces AgNW peut effectivement accueillir de grandes déformations élastiques dans le processus d&#39;étirement avec une grande conductance électrique, et sont considérés comme une électrode extensible candidat prometteur. Pour mettre en œuvre des films minces AgNW que conducteurs extensibles, il est nécessaire d&#39;avoir des contacts électriques efficaces entre AgNWs. Après le dépôt d&#39;un liquided séchage sur des surfaces de substrat, AgNWs pile régulièrement ensemble pour former un maillage de percolation avec des points de contact en vrac, qui produisent en grandes résistances électriques. Ainsi, on a besoin de recuire les contacts entre les nanofils par haute température ou haute pression méthodes de recuit 15-20 pour réduire les résistances de contact. Contrairement à ces procédés de recuit dans la littérature, ici, nous allons montrer un procédé chimique simple pour recuire AgNW connexions de réseau dans des conditions de laboratoire normales. 21 Le procédé de fabrication est représenté sur la figure 4A. Une encre réactif est utilisé pour fritter la pulvérisation revêtus de couches minces sur AgNW une plaque de verre. Après réaction, les contacts entre les nanofils sont recouverts d&#39;argent, et donc le réseau AgNW est soudé chimiquement ensemble. Une méthode de coulée et de Peel est ensuite utilisé pour transférer le réseau AgNW soudée à un substrat PU étirable pour former un conducteur composite, qui peut présenter aucun changement évident in conductivité électrique, même à grande contrainte de traction de 120%.

<table><tbody><tr><td>Silver nanowire</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>778095-25ML</td><td>AgNW, 120 nm in diameter and 20-50 mm in length, 0.5 wt% in IPA</td></tr><tr><td>Silver nitrate crystal</td><td>Macron Fine Chemicals</td><td>MK216903</td><td></td></tr><tr><td>Diethanolamine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>D8885-500G</td><td></td></tr><tr><td>Polyurethane emulsion</td><td>First Chemical</td><td>20130326036</td><td>35 wt% water-based anionic polyester-polyurethane emulsion</td></tr><tr><td>Airbrush</td><td>Taiwan Airbrush &amp;amp; Equipment</td><td>AFC-sensor&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Desktop robot</td><td>Dispenser Tech</td><td>DT-200&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Digital dispenser controller</td><td>Dispenser Tech</td><td>9000E&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Auto-spraying program</td><td>Dispenser Tech</td><td>Smart robot edit version 3.0.0.5</td><td></td></tr><tr><td>Air compressor&amp;nbsp;</td><td>PUMA Industrial</td><td>NCS-10&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Linear motorized stage</td><td>TANLIAN E-O</td><td>Customized</td><td></td></tr><tr><td>Stage control software</td><td>TANLIAN E-O</td><td>Customized</td><td></td></tr><tr><td>Digital multimeter</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>DM-2690TU</td><td></td></tr><tr><td>Digital multimeter software</td><td>HILA INTERNATIONAL</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Power supply</td><td>CHERN TAIH</td><td>CT-605</td><td></td></tr><tr><td>LED</td><td>PChome</td><td>M08330766</td><td>http://www.pcstore.com.tw/sun-flower/M08330766.htm</td></tr></tbody></table>

a fabrication method for highly stretchable conductors with silver nanowires

Électronique élastique sont identifiés comme une technologie clé pour les applications électroniques de la prochaine génération. Un des défis dans la fabrication de dispositifs électroniques étirable est la préparation de conducteurs extensibles avec une grande stabilité mécanique. Dans cette étude, nous avons développé un procédé de fabrication simple à souder chimiquement les points de contact entre les réseaux de nanofils d&#39;argent (AgNW). AgNW nanomesh a été déposé d&#39;abord sur une lame de verre par l&#39;intermédiaire d&#39;un procédé de revêtement par pulvérisation. Une encre réactive composée de nanoparticules d&#39;argent (AGNPS) précurseurs a été appliquée sur la pulvérisation revêtu films minces AgNW. Après chauffage pendant 40 min, AGNPS ont été préférentiellement générés au cours des jonctions de nanofils de souder les nanomesh AgNW, et renforcé le réseau conducteur. Le film mince AgNW chimiquement modifié a ensuite été transféré à du polyuréthane (PU) substrats par méthode de coulée. Les films minces AgNW soudés sur PU ne présentaient pas de changement évident de la conductivité électrique sous étirement ou rollinProcédé d&#39;allongement avec des souches g jusqu&#39;à 120%.

La morphologie de la couche mince après AgNW processus de soudage chimique est représentée sur la figure 4B. AGNPS récupérés poussent préférentiellement sur ​​la surface de AgNWs et envelopper les jonctions fils / fils. Figure 5 montre la variation de la résistance de la feuille avec des souches de l&#39;allongement appliqué pour le dessoudé et les films minces soudées contenant quantité différente de AgNWs. Après le processus de souda...

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A Fabrication Method for Highly Stretchable Conductors with Silver Nanowires

A simple synthesis method is used to chemically solder silver nanowire thin film to fabricate highly stretchable and conductive metal conductors.

Un procédé de fabrication pour les conducteurs hautement extensible avec de l&#39;argent nanofils

Stretchable electronics are identified as a key technology for electronic applications in the next generation. One of the challenges in fabrication of ...

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Fabricating Nanogaps by Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two electrodes-and generating them in practical quantities-is still challenging. The preparation of nanogap electrodes using nanoskiving, which is a form of edge lithography, is a fast, simple and powerful technique. This method is an entirely mechanical process which does not include any photo- or electron-beam lithographic steps and does not require any special equipment or infrastructure such as clean rooms. Nanoskiving is used to fabricate electrically addressable nanogaps with control over all three dimensions; the smallest dimension of these structures is defined by the thickness of the sacrificial layer (Al or Ag) or self-assembled monolayers. These wires can be manually positioned by transporting them on drops of water and are directly electrically-addressable; no further lithography is required to connect them to an electrometer.

The fabrication of electrically addressable, high-aspect-ratio (> 1000:1) metal nanowires separated by gaps of single nanometers using either sacrificial layers of aluminum and silver or self-assembled monolayers as templates is described. These nanogap structures are fabricated without a clean room or any photo- or electron-beam lithographic processes by a form of edge lithography known as nanoskiving.

Fabrication nanogaps par Nanoskiving

There are several methods of fabricating nanogaps with controlled spacings, but the precise control over the sub-nanometer spacing between two ...

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Chimie

Fabricating Metamaterials Using the Fiber Drawing Method

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe their electromagnetic properties to the structure of their constituents, instead of the atoms that compose them. For example, sub-wavelength metal wires can be arranged to possess an effective electric permittivity that is either positive or negative at a given frequency, in contrast to the metals themselves 2. This unprecedented control over the behaviour of light can potentially lead to a number of novel devices, such as invisibility cloaks 3, negative refractive index materials 4, and lenses that resolve objects below the diffraction limit 5. However, metamaterials operating at optical, mid-infrared and terahertz frequencies are conventionally made using nano- and micro-fabrication techniques that are expensive and produce samples that are at most a few centimetres in size 6-7. Here we present a fabrication method to produce hundreds of meters of metal wire metamaterials in fiber form, which exhibit a terahertz plasmonic response 8. We combine the stack-and-draw technique used to produce microstructured polymer optical fiber 9 with the Taylor-wire process 10, using indium wires inside polymethylmethacrylate (PMMA) tubes. PMMA is chosen because it is an easy to handle, drawable dielectric with suitable optical properties in the terahertz region; indium because it has a melting temperature of 156.6 &deg;C which is appropriate for codrawing with PMMA. We include an indium wire of 1 mm diameter and 99.99% purity in a PMMA tube with 1 mm inner diameter (ID) and 12 mm outside diameter (OD) which is sealed at one end. The tube is evacuated and drawn down to an outer diameter of 1.2 mm. The resulting fiber is then cut into smaller pieces, and stacked into a larger PMMA tube. This stack is sealed at one end and fed into a furnace while being rapidly drawn, reducing the diameter of the structure by a factor of 10, and increasing the length by a factor of 100. Such fibers possess features on the micro- and nano- scale, are inherently flexible, mass-producible, and can be woven to exhibit electromagnetic properties that are not found in nature. They represent a promising platform for a number of novel devices from terahertz to optical frequencies, such as invisible fibers, woven negative refractive index cloths, and super-resolving lenses.

Metamaterials at terahertz frequencies offer unique opportunities, but are challenging to fabricate in bulk. We adapt the fabrication procedure for microstructured polymer optical fibers to inexpensively fabricate metamaterials potentially on an industrial scale. We produce polymethylmethacrylate fibers containing ~10 &mu;m diameter indium wires separated by ~100 &mu;m, which exhibit a terahertz plasmonic response.

Les métamatériaux Fabricating aide de la méthode de tirage de fibre

Metamaterials are man-made composite materials, fabricated by assembling components much smaller than the wavelength at which they operate 1. They owe ...

Ingénierie

A Method to Fabricate Disconnected Silver Nanostructures in 3D

The standard nanofabrication toolkit includes techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating metal patterns on a submicron scale requires a combination of nanofabrication tools and several material processing steps. For example, steps to create planar metal structures using ultraviolet photolithography and electron-beam lithography can include sample exposure, sample development, metal deposition, and metal liftoff. To create 3D metal structures, the sequence is repeated multiple times. The complexity and difficulty of stacking and aligning multiple layers limits practical implementations of 3D metal structuring using standard nanofabrication tools. Femtosecond-laser direct-writing has emerged as a pre-eminent technique for 3D nanofabrication.1,2 Femtosecond lasers are frequently used to create 3D patterns in polymers and glasses.3-7 However, 3D metal direct-writing remains a challenge. Here, we describe a method to fabricate silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm. The method enables the fabrication of patterns not feasible using other techniques, such as 3D arrays of disconnected silver voxels.8 Disconnected 3D metal patterns are useful for metamaterials where unit cells are not in contact with each other,9 such as coupled metal dot10,11or coupled metal rod12,13 resonators. Potential applications include negative index metamaterials, invisibility cloaks, and perfect lenses.
In femtosecond-laser direct-writing, the laser wavelength is chosen such that photons are not linearly absorbed in the target medium. When the laser pulse duration is compressed to the femtosecond time scale and the radiation is tightly focused inside the target, the extremely high intensity induces nonlinear absorption. Multiple photons are absorbed simultaneously to cause electronic transitions that lead to material modification within the focused region. Using this approach, one can form structures in the bulk of a material rather than on its surface.
Most work on 3D direct metal writing has focused on creating self-supported metal structures.14-16 The method described here yields sub-micrometer silver structures that do not need to be self-supported because they are embedded inside a matrix. A doped polymer matrix is prepared using a mixture of silver nitrate (AgNO3), polyvinylpyrrolidone (PVP) and water (H2O). Samples are then patterned by irradiation with an 11-MHz femtosecond laser producing 50-fs pulses. During irradiation, photoreduction of silver ions is induced through nonlinear absorption, creating an aggregate of silver nanoparticles in the focal region. Using this approach we create silver patterns embedded in a doped PVP matrix. Adding 3D translation of the sample extends the patterning to three dimensions.

Femtosecond-laser direct-writing is frequently used to create three-dimensional (3D) patterns in polymers and glasses. However, patterning metals in 3D remains a challenge. We describe a method for fabricating silver nanostructures embedded inside a polymer matrix using a femtosecond laser centered at 800 nm.

Une méthode pour fabriquer des nanostructures d&#39;argent déconnectés en 3D

The standard nanofabrication toolkit includes  techniques primarily aimed at creating 2D patterns in dielectric media. Creating  metal patterns on a ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical devices1-3. In this paper, we focus on one- (1D), two- (2D), and three-dimensional (3D) printing of conductive metallic inks in the form of flexible, stretchable, and spanning microelectrodes.
Direct-write assembly4,5 is a 1-to-3D printing technique that enables the fabrication of features ranging from simple lines to complex structures by the deposition of concentrated inks through fine nozzles (~0.1 - 250 &mu;m). This printing method consists of a computer-controlled 3-axis translation stage, an ink reservoir and nozzle, and 10x telescopic lens for visualization. Unlike inkjet printing, a droplet-based process, direct-write assembly involves the extrusion of ink filaments either in- or out-of-plane. The printed filaments typically conform to the nozzle size. Hence, microscale features (&lt; 1 &mu;m) can be patterned and assembled into larger arrays and multidimensional architectures.
In this paper, we first synthesize a highly concentrated silver nanoparticle ink for planar and 3D printing via direct-write assembly. Next, a standard protocol for printing microelectrodes in multidimensional motifs is demonstrated. Finally, applications of printed microelectrodes for electrically small antennas, solar cells, and light-emitting diodes are highlighted.

Planar and three-dimensional printing of conductive metallic inks is described. Our approach provides new avenues for fabricating printed electronic, optoelectronic, and biomedical devices in unusual layouts at the microscale.

Impression Planar et en trois dimensions des encres conductrices

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Bio-ingénierie

Evaluating Plasmonic Transport in Current-carrying Silver Nanowires

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information support1,2,3. In this context, metal nanowires are especially desirable for realizing dense routing networks4. A prerequisite to operate such shared nanowire-based platform relies on our ability to electrically contact individual metal nanowires and efficiently excite surface plasmon polaritons5 in this information support. In this article, we describe a protocol to bring electrical terminals to chemically-synthesized silver nanowires6 randomly distributed on a glass substrate7. The positions of the nanowire ends with respect to predefined landmarks are precisely located using standard optical transmission microscopy before encapsulation in an electron-sensitive resist. Trenches representing the electrode layout are subsequently designed by electron-beam lithography. Metal electrodes are then fabricated by thermally evaporating a Cr/Au layer followed by a chemical lift-off. The contacted silver nanowires are finally transferred to a leakage radiation microscope for surface plasmon excitation and characterization8,9. Surface plasmons are launched in the nanowires by focusing a near infrared laser beam on a diffraction-limited spot overlapping one nanowire extremity5,9. For sufficiently large nanowires, the surface plasmon mode leaks into the glass substrate9,10. This leakage radiation is readily detected, imaged, and analyzed in the different conjugate planes in leakage radiation microscopy9,11. The electrical terminals do not affect the plasmon propagation. However, a current-induced morphological deterioration of the nanowire drastically degrades the flow of surface plasmons. The combination of surface plasmon leakage radiation microscopy with a simultaneous analysis of the nanowire electrical transport characteristics reveals the intrinsic limitations of such plasmonic circuitry.

Silver nanowires can simultaneously transport electrons and optical information in the form of surface plasmons. A procedure is described here to realize such a shared circuitry and the limitations at propagating both information carriers are evaluated.

Plasmonics is an emerging technology capable of simultaneously transporting a plasmonic signal and an electronic signal on the same information ...

Fabrication of Anisotropic Polymeric Artificial Antigen Presenting Cells for CD8+ T Cell Activation

Artificial antigen presenting cells (aAPC) are a promising platform for immune modulation due to their potent ability to stimulate T cells. Acellular substrates offer key advantages over cell-based aAPC, including precise control of signal presentation parameters and physical properties of the aAPC surface to modulate its interactions with T cells. aAPC constructed from anisotropic particles, particularly ellipsoidal particles, have been shown to be more effective than their spherical counterparts at stimulating T cells due to increased binding and larger surface area available for T cell contact, as well as reduced nonspecific uptake and enhanced pharmacokinetic properties. Despite increased interest in anisotropic particles, even widely accepted methods of generating anisotropic particles such as thin-film stretching can be challenging to implement and use reproducibly.
To this end, we describe a protocol for the rapid, standardized fabrication of biodegradable anisotropic particle-based aAPC with tunable size, shape, and signal presentation for T cell expansion ex vivo or in vivo, along with methods to characterize their size, morphology, and surface protein content, and to assess their functionality. This approach to fabricating anisotropic aAPC is scalable and reproducible, making it ideal for generating aAPC for &#34;off-the-shelf&#34; immunotherapies.

Here, we present a protocol to quickly and reproducibly generate biologically inspired, biodegradable articifical antigen presenting cells (aAPC) with tunable size, shape, and surface protein presentation for T cell expansion ex vivo or in vivo.

Fabrication d’anisotrope polymères artificiels cellules présentatrices d’Activation des cellules T CD8 +

Artificial antigen presenting cells (aAPC) are a promising platform for immune modulation due to their potent ability to stimulate T cells. Acellular ...

Environnement

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

Stratégie de fabrication élaborée par solution évolutive pour électrodes à haute performance, flexibles et transparentes avec un maillage métallique intégré

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Flow-assisted Dielectrophoresis: A Low Cost Method for the Fabrication of High Performance Solution-processable Nanowire Devices

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of nanowires. DEP is used for nanowire analysis, characterization, and for solution-based fabrication of semiconducting devices. The method works by applying an alternating electric field between metallic electrodes. The nanowire formulation is then dropped onto the electrodes which are on an inclined surface to create a flow of the formulation using gravity. The nanowires then align along the gradient of the electric field and in the direction of the liquid flow. The frequency of the field can be adjusted to select nanowires with superior conductivity and lower trap density. 
In this work, flow-assisted DEP is used to create nanowire field effect transistors. Flow-assisted DEP has several advantages: it allows selection of nanowire electrical properties; control of nanowire length; placement of nanowires in specific areas; control of orientation of nanowires; and control of nanowire density in the device. 
The technique can be expanded to many other applications such as gas sensors and microwave switches. The technique is efficient, quick, reproducible, and it uses a minimal amount of dilute solution making it ideal for the testing of novel nanomaterials. Wafer scale assembly of nanowire devices can also be achieved using this technique, allowing large numbers of samples for testing and large-area electronic applications.

In this paper, flow assisted dielectrophoresis is demonstrated for the self-assembly of nanowire devices. The fabrication of a silicon nanowire field effect transistor is shown as an example.

Flux-aidé diélectrophorèse : Une méthode Low Cost pour la Fabrication des dispositifs de nanofils traitable-Solution Haute Performance

Flow-assisted dielectrophoresis (DEP) is an efficient self-assembly method for the controllable and reproducible positioning, alignment, and selection of ...

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes normally result in very poor cell performance. Embedding or sandwiching silver nanowires using moderately conductive transparent materials, such as indium tin oxide or zinc oxide, can improve cell performance. However, the solution-processed matrix layers can cause a significant number of interfacial defects between transparent electrodes and the CdS buffer, which can eventually result in low cell performance. This manuscript describes how to fabricate robust electrical contact between a silver nanowire electrode and the underlying CdS buffer layer in a Cu(In,Ga)Se2 solar cell, enabling high cell performance using matrix-free silver nanowire transparent electrodes. The matrix-free silver nanowire electrode fabricated by our method proves that the charge-carrier collection capability of silver nanowire electrode-based cells is as good as that of standard cells with sputtered ZnO:Al/i-ZnO as long as the silver nanowires and CdS have high-quality electrical contact. The high-quality electrical contact was achieved by depositing an additional CdS layer as thin as 10 nm onto the silver nanowire surface.

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in CuIn,GaSe2 Thin-film Solar Cells

In this protocol, we describe the detailed experimental procedure for the fabrication of a robust nanoscale contact between a silver nanowire network and CdS buffer layer in a CIGS thin-film solar cell.

Fabrication de robuste nanoéchelle Contact entre une électrode nanofil identaire argentée et une couche tampon CdS dans Cu(In,Ga)Se2 Cellules solaires à film mince

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

Iron Nanowire Fabrication by Nano-Porous Anodized Aluminum and its Characterization

Magnetic nanowires possess unique properties that have attracted the interest of different fields of research, including basic physics, biomedicine, and data storage. We demonstrate a fabrication method for iron (Fe) nanowires&#160;via electrochemical deposition into anodic&#160;alumina oxide (AAO) templates. The templates are fabricated by anodization of aluminum (Al) discs, and the pore length and diameter are controlled by changing the anodizing conditions. Pores with an average diameter of around 120 nm are created using oxalic acid as the electrolyte. Using this method, cylindrical nanowires are synthesized, which are released by dissolving the alumina using a selective chemical etchant.

In this work, we describe a&#160;protocol to fabricate iron nanowires, including the formation of the porous alumina membrane that is used as the template, electrodeposition into templates using electrolyte solution, and the release of the nanowires into the solution.

Fabrication de nanofils de fer par nano-Porous Anodized Aluminum et sa caractérisation

Magnetic nanowires possess unique properties that have attracted the interest of different fields of research, including basic physics, biomedicine, and ...

Un procédé de fabrication pour les conducteurs hautement extensible avec de l'argent nanofils

Résumé

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