基于喷墨打印PEDOT:PSS的可穿戴健康监测装置用可拉伸导体。

ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:14
文章英文标题
An Inkjet-Printed PEDOT:PSS-Based Stretchable Conductor for Wearable Health Monitoring Device Applications.
正文
可拉伸导体是软电子学中的关键部件之一,可使电子器件和传感器在弹性基板上无缝集成。其独特的机械柔韧性和可伸展性优势,使得各种可穿戴的生物电子器件能够适应曲面的皮肤表面,用于长期的健康监测应用。这里,我们报道了一种基于聚( 3,4 -乙撑二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸盐( PEDOT:PSS )的可拉伸聚合物共混物,该共混物可以采用喷墨打印工艺进行图形化,同时具有较低的方块电阻和容纳较大的机械变形。我们系统地研究了各种极性溶剂添加剂对PEDOT和PSS晶粒相分离的影响,通过促进PEDOT网络中电荷的跃迁,改变PEDOT链的构象,从而改善膜的电学性能。在原PEDOT:PSS水溶液中加入5wt %乙二醇可得到最优的油墨配方,其方块电阻可低至58Ω /□,将上述溶液与软聚合物聚环氧乙烷( PEO )共混也可得到弹性,喷墨打印成型的PEDOT:PSS / PEO聚合物共混薄膜方块电阻低至84Ω /□,可抵抗高达50 %的拉伸应变,电性能变化不大。由于其良好的导电性和弹性,我们进一步证明了在薄的聚二甲基硅氧烷( PDMS )衬底上使用聚合物共混作为可拉伸的互连线和可拉伸的干电极用于光电容积描记( PPG )和心电图( ECG )记录的应用。本工作展示了印刷型可拉伸导电聚合物在低成本可穿戴传感器贴片中用于智能健康应用的潜力。
文章内容(英文)
A stretchable conductor is one of the key components in soft electronics that allows the seamless integration of electronic devices and sensors on elastic substrates. Its unique advantages of mechanical flexibility and stretchability have enabled a variety of wearable bioelectronic devices that can conformably adapt to curved skin surfaces for long-term health monitoring applications. Here, we report a poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate (PEDOT:PSS)-based stretchable polymer blend that can be patterned using an inkjet printing process while exhibiting low sheet resistance and accommodating large mechanical deformations. We have systematically studied the effect of various types of polar solvent additives that can help induce phase separation of PEDOT and PSS grains and change the conformation of a PEDOT chain, thereby improving the electrical property of the film by facilitating charge hopping along the percolating PEDOT network. The optimal ink formulation is achieved by adding 5 wt % ethylene glycol into a pristine PEDOT:PSS aqueous solution, which results in a sheet resistance of as low as 58 Ω/□. Elasticity can also be achieved by blending the above solution with the soft polymer poly(ethylene oxide) (PEO). Thin films of PEDOT:PSS/PEO polymer blends patterned by inkjet printing exhibits a low sheet resistance of 84 Ω/□ and can resist up to 50% tensile strain with minimal changes in electrical performance. With its good conductivity and elasticity, we have further demonstrated the use of the polymer blend as stretchable interconnects and stretchable dry electrodes on a thin polydimethylsiloxane (PDMS) substrate for photoplethysmography (PPG) and electrocardiography (ECG) recording applications. This work shows the potential of using a printed stretchable conducting polymer in low-cost wearable sensor patches for smart health applications.
来源出处
Journal|[J]ACS Applied Materials & InterfacesVolume 13, Issue 18. 2021.
DOI
https://doi.org/10.1021/ACSAMI.1C00537

PDMS臻品推荐

PDMS-微流控基质材料-PDMS/道康宁SYLGARD184-聚二甲基硅氧烷/0.5KG(组)

产品说明书PDF自助在线看:http://www.pdmshub.com/sih

信息更新:

美国总工厂生产的0.5KG原始包装的PDMS延期至2021年9月16日后才能交货,默认我们将发国内库存的进口分装产品(02085925-0.5KG);另受制于有机硅大幅涨价潮影响,2021年9月1日后将上调销售价格,另行通知。Dow Corning=道康宁=Dow SiL=陶氏,都是同一家公司。 2021.09.01更新

美国总工厂生产的0.5KG包装的PDMS恢复正常进口,合法正规,质量金标准,欢迎订购使用。并承诺从我司购买的皆为原厂包装,100%未开封,附带技术手册,非国产灌装仿制、非分装、非仿冒外包装产品,可以放心使用。大量订购更有优惠。2021.04.01更新

备注:由于dowsil与道康宁公司合并,美国总工厂生产的PDMS,价格涨幅高达1倍之多,因针对科研用户使用,特备货规格0.5KG。如果您需要美国总工厂原厂生产的大规格包装的预定,可以与QQ 11366508联系给予报价/货期。2021.05更新

此链接为PDMS-微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184/小桶0.5KG装的链接。

一般性的产品性能参数表参考以下小桶装的参数:

微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;微流控芯片/PDMS/道康宁SYLGARD184;

品牌型号:道康宁SYLGARD184

包装规格:0.5KG/罐[含有45.4g固化剂,总重量为0.5KG]

产品颜色:保质期限:36个月

存放环境说明:室温,阴凉处保存

备注说明:

美国道康宁道康宁SYLGARD 184硅橡胶是由液体组分组成的双组分套件产品,包括基本组分与固化剂。基本组分与固化剂按10:1重量比完全混合,中等粘度混合液的稠度与SAE 40机油相似。无论厚薄,混合液将固化成为具有韧性的透明弹性体,最适用于电子/电气方面的封装与灌封应用。 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在25~150℃的温度范围内固化,无放热现象,无需二次固化。固化过程完成后,可立即在-55~200℃的温度范围内使用。 产品特性:低毒性,在常规的工业操作中,无特别的注意事项; 无溶剂或固化副产物, 固化时不放热;无需特殊的通风条件,不会产生腐蚀;固化时,收缩量小; 固化后, 透明具有弹性;抗震与减缓机械震动;振动的传递性能小;元件可裸视检查与易修补性; 环保性能;低吸水性,良好的耐辐射性能;高真空状态下的低漏气性; 优异的电性能;较大温度范围内的稳定性, 抗解聚;在-55~200℃范围内,甚至在密闭状态下保持弹性与柔韧性,性能稳定; 阻燃性,UL可燃性分级为94 V-1,温度等级:130℃ 产品用途: 道康宁SYLGARD 184硅橡胶在电气/电子的封装与灌封方面有广泛的应用。