双框薄弹性体装置。

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:34
文章英文标题
Double-Framed Thin Elastomer Devices.
正文
弹性体,特别是聚二甲基硅氧烷( PDMS )被广泛用作生物相容的机械柔顺基底,用于医学、生物和工程中柔软灵活的微纳系统。然而,一些应用需要很低的厚度(例如\u003c 100μm ),这使得剥离非常关键,因为很薄的弹性体变得细腻并且倾向于与载体表现出强的附着力。此外,光刻等微细加工技术使用溶胀PDMS的溶剂,引入复杂性和可能的污染,从而限制了工业可伸缩性,阻碍了许多生物医学应用。在此,我们将低附着力和矩形载体基板、粘合Kapton框架、微铣削定义的阴影掩膜和粘合中和纸框架结合起来,实现了快速、简单、绿色、无污染和可扩展的薄弹性体器件制造,同时简化了剥离和搬运。通过在低附着载体背侧微磨划线,可以进一步方便框架与阴影掩模之间的精确对准。作为概念的证明,我们在50μm厚的PDMS基底上展示表皮传感器用于测量应变、皮肤生物阻抗和心率。所提出的方法为在弹性体上直接、绿色和可扩展地制造无污染物的薄器件铺平了道路,可广泛应用。
文章内容(英文)
Elastomers and, in particular, polydimethylsiloxane (PDMS) are widely adopted as biocompatible mechanically compliant substrates for soft and flexible micro-nanosystems in medicine, biology, and engineering. However, several applications require such low thicknesses (e.g., \u003c100 μm) that make peeling-off critical because very thin elastomers become delicate and tend to exhibit strong adhesion with carriers. Moreover, microfabrication techniques such as photolithography use solvents which swell PDMS, introducing complexity and possible contamination, thus limiting industrial scalability and preventing many biomedical applications. Here, we combine low-adhesion and rectangular carrier substrates, adhesive Kapton frames, micromilling-defined shadow masks, and adhesive-neutralizing paper frames for enabling fast, easy, green, contaminant-free, and scalable manufacturing of thin elastomer devices, with both simplified peeling and handling. The accurate alignment between the frame and shadow masks can be further facilitated by micromilled marking lines on the back side of the low-adhesion carrier. As a proof of concept, we show epidermal sensors on a 50 μm-thick PDMS substrate for measuring strain, the skin bioimpedance and the heart rate. The proposed approach paves the way to a straightforward, green, and scalable fabrication of contaminant-free thin devices on elastomers for a wide variety of applications.
来源出处
Journal|[J]ACS Applied Materials & InterfacesVolume 12, Issue 49. 2020.
DOI
https://doi.org/10.1021/ACSAMI.0C16312

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