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2022-09-16 21:37:36 By : Ms. Yan Y

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indotta chimicamente nella forza adesiva del nastro.Descriviamo il meccanismo di funzionamento della modulazione di adesione che governa questo processo e dimostriamo il metodo mediante trasferimento di nastri ad alta fedeltà stampando diversi tipi di materiali e dispositivi, inclusi array di pellet di Si, array di fotorivelatori e sensori di elettromiografia (EMG), dai loro substrati di preparazione a vari substrati alieni.Viene anche illustrata la stampa di trasferimento di componenti su nastro ad alta fedeltà su superfici curvilinee.Vi è un crescente interesse e necessità di integrazione su larga scala di materiali e componenti discreti multiscala per lo sviluppo di sistemi elettronici funzionali.Ad esempio, l'elettronica flessibile ed estensibile ad alte prestazioni, che ha un'ampia gamma di applicazioni, dai pannelli solari arrotolabili1,2, all'elettronica portatile e alle patch di monitoraggio della salute3, richiedono un'integrazione eterogenea di materiali, componenti elettronici e componenti sottili e multiscala ad alte prestazioni su un alieno morbido bersaglio substrati4,5,6,7,8,9.Sebbene la tradizionale tecnologia pick and place non sia in grado di realizzare, la stampa transfer, un approccio ampiamente adottato per fabbricare questi componenti elettronici flessibili ed estensibili ad alte prestazioni, ha dimostrato di essere una tecnologia di successo in grado di integrare eterogeneamente vari materiali, inclusi punti inorganici monocristallini, fili, nastri e membrane, da un donatore a un substrato ricevente, come plastica, gomma, ecc6,10,11,12,13,14,15.Durante la stampa a trasferimento, dispositivi, nastri sottili o pellicole (denominati "inchiostro") vengono prima prelevati da un substrato donatore e quindi stampati su un substrato ricevente, in genere utilizzando un timbro di gomma poli(dimetilsilossano) (PDMS).I criteri per il successo del prelievo e della stampa risiedono nel confronto tra la forza adesiva del timbro/inchiostro e quella dell'inchiostro/substrato5,16.Se la forza adesiva tra il timbro/inchiostro è maggiore (minore) di quella dell'inchiostro/substrato, l'inchiostro può essere prelevato (stampato).Per garantire un prelievo (stampa) efficace e affidabile, è favorevole un'elevata (bassa) forza adesiva tra timbro/inchiostro.La capacità di modulare la forza adesiva tra l'inchiostro e il timbro è di fondamentale importanza per un'operazione di stampa transfer affidabile.Quando la velocità di spellatura del timbro PDMS viene modificata, la forza adesiva cambia di conseguenza, principalmente a causa della viscoelasticità del PDMS5,16.La stampa transfer ad alta fedeltà può essere ottenuta alle condizioni di 1) forza adesiva molto elevata del timbro PDMS ad alta velocità di spellatura per il prelievo e 2) forza adesiva molto bassa del timbro a bassa velocità di spellatura per la stampa17.Sebbene il livello di regolazione della forza adesiva possa essere ottenuto modificando la velocità di spellatura, per ottenere risultati precisi sono necessari determinati strumenti.Inoltre, la forza adesiva a una velocità di spellatura estremamente bassa è ancora relativamente elevata18, il che è indesiderabile per la stampa ad alta fedeltà.Per la stampa transfer sono state sfruttate anche altre specie di materiali, inclusi nastri a rilascio termico e nastri solubili in acqua19,20,21,22,23,24, ma in genere lasciano alcuni residui.Sono stati segnalati alcuni sforzi per ottenere la messa a punto attraverso l'ottimizzazione del design del timbro per migliorare il processo di stampa transfer8,17,25,26,27,28.Tuttavia, questi sforzi comportano fasi multiple costose e sofisticate di microfabbricazione per ottenere una microstruttura sul francobollo.Questo documento esplora un approccio di stampa transfer semplice, a basso costo e ad alta fedeltà basato sulla straordinaria modulazione della forza adesiva dei timbri a base di nastro adesivo disponibili in commercio.La modulazione della forza adesiva si ottiene semplicemente introducendo determinate sostanze chimiche.Descriviamo il meccanismo di lavoro della modulazione di adesione e dimostriamo l'applicazione di tale metodo mediante stampa di trasferimento ad alta fedeltà diversi tipi di inchiostri tra cui pellet di silicio (Si), array di fotorivelatori Si e sensori EMG montabili sulla pelle a forma di serpentina.Inoltre, viene illustrata anche la stampa a trasferimento ad alta fedeltà di inchiostri su superfici curvilinee, dove è possibile ottenere un vero successo attraverso i tradizionali timbri PDMS sfusi.In questo studio, abbiamo sviluppato un metodo per modulare la forza adesiva del nastro adesivo disponibile in commercio per prelevare e stampare materiali e dispositivi ad alta resa.Tipicamente, la forza adesiva dei nastri adesivi 3M ha una forza adesiva molto superiore a quella del PDMS (Sylgard 184, il rapporto tra monomero e reticolante è 10:1).Ad esempio, la forza adesiva tra 3M 3850/vetro è di circa 220 N/m, che è più di 20 volte superiore a quella di PDMS/vetro18.L'elevata forza adesiva garantisce una raccolta ad alta fedeltà degli inchiostri dal substrato donatore, come illustrato negli esempi seguenti.Inoltre, la forza adesiva del nastro diminuisce significativamente con l'introduzione dell'acetone, con conseguente stampa ad alta fedeltà dell'inchiostro sui substrati riceventi.La figura 1a mostra la forza adesiva del nastro 3M 3850 su vetro prima e dopo l'introduzione dell'acetone sotto un tester di spellatura a 180° (ESM301, Mark-10 Corp.) alla velocità di spellatura di 1 mm/minuto.Non appena si introduce l'acetone si ottiene un calo significativo della forza adesiva da 220 N/m a quasi 0 N/m.I dettagli del test sono illustrati nella Figura S1 supplementare online.Meccanismo di lavoro modulazione della forza adesiva del nastro indotta da sostanze chimiche.(a) Grafico della forza adesiva misurata del nastro 3M 3850 prima e dopo l'introduzione dell'acetone sotto il test di spellatura a 180°.(b) Illustrazione schematica della propagazione capillare dell'acetone all'interfaccia nastro/vetro.(c–e) Immagini ottiche della bagnabilità dell'acetone rispettivamente sul rivestimento del nastro, sull'adesivo e sul vetro.(f–i) Immagini ottiche della propagazione dell'acetone all'interfaccia tra l'adesivo e il vetro rispettivamente a 0s, 1s, 2s e 3s.(j) Immagine ottica Illustrazione della bagnabilità di più solventi sul liner del nastro 3M 3850, adesivo, vetro e wafer di Si.La forte bagnabilità del metanolo e dell'acetone su adesivo, vetro e Si spiega la capacità di modulazione della forza adesiva indotta da sostanze chimiche.Se la forza adesiva del nastro può essere modulata è determinata dalla bagnabilità del solvente sul nastro e sul substrato.Come mostrato in Fig. 1b, il nastro è costituito da due strati, ovvero l'adesivo e il liner.Le proprietà bagnanti dell'acetone sull'adesivo, sul rivestimento e sul substrato di vetro sono mostrate in Fig. 1c-e.L'acetone ha un'elevata bagnabilità sull'adesivo e sul vetro, ma una bassa bagnabilità sul liner.Una volta introdotto l'acetone, l'interfaccia tra adesivo/vetro (Fig. 1c) sarà quindi facilmente bagnata, con conseguente delaminazione del nastro dal vetro.La Figura 1f–i mostra la propagazione della bagnatura automatica all'interfaccia tra il nastro e il vetro nel tempo, spiegando perché la forza adesiva è scesa a quasi 0 N/m.È necessaria un'elevata bagnabilità sia sull'adesivo che sugli inchiostri per una drastica riduzione della forza adesiva interfacciale e quindi una stampa transfer di successo.Per esaminare ulteriormente il meccanismo di lavoro, sono stati studiati diversi tipi di solventi tra cui toluene, cloroformio, metanolo e acqua deionizzata (DI).La Figura 1j include le immagini dei diversi solventi su nastro adesivo 3M 3850, adesivo, vetro e silicone.La figura 1j indica che il metanolo e l'acetone hanno la massima bagnabilità (cioè l'angolo di contatto più basso) sull'adesivo, sul vetro e sul silicio.Come riassunto nella tabella supplementare S1 online, solo metanolo e acetone funzionano bene per la modulazione adesiva per due tipi di nastri (3M 3841 e 3850).Per altri solventi, come mostrato in Fig. 1j, le bagnabilità sull'adesivo sono basse e la forza adesiva all'interfaccia non è stata ridotta.In questo studio, il nastro 3M 3850 è stato utilizzato principalmente come timbro e l'acetone come modulatore adesivo.Tuttavia, questo processo è applicabile ad altri diversi tipi di nastri e solventi multipli, come 3M 3841 e metanolo.Per dimostrare la sua applicazione per la stampa di trasferimento ad alta fedeltà, sono stati preparati array di pellet di silicio ultrasottili, come inchiostri, e stampati a trasferimento dal loro wafer madre a sottili substrati di poliimmide (PI).Le figure 2a-f mostrano il processo di stampa a trasferimento, con le immagini schematiche in alto e le immagini ottiche in basso.Gli array di pellet di Si sono stati raccolti da wafer di silicio su isolante (SOI) con uno strato di Si superiore di 1,25 μm di spessore.La preparazione includeva la definizione e l'isolamento dei pellet di Si mediante fotolitografia standard e incisione con ioni reattivi (RIE), seguita da incisione di SiO2 in ossido tamponato (BOE 1:6) e ancoraggio dei pellet mediante fotoresist AZ 5214 dopo fotolitografia e patterning.I pellet di Si sono stati quindi completamente immersi in acido fluoridrico concentrato (HF, 49%) per rimuovere il SiO2 rimanente, inducendo così un'incisione completa sottosquadro, che assicura che i pellet di Si siano ancorati solo dal fotoresist sui bordi.I dettagli delle fasi di fabbricazione e della stampa di trasferimento sono illustrati nella figura supplementare S2 online.La Figura 2a mostra i pellet di Si su un wafer SOI.Un nastro 3M 3850 viene quindi portato a contatto con il wafer.Grazie alla sua forte forza adesiva, il nastro raccoglie tutti i pellet di Si staccandosi per rompere gli ancoraggi del fotoresist, come illustrato in Fig. 2b.La figura 2c mostra che l'array di pellet di Si sul nastro è stato trattenuto da una pinzetta.La stampa dei pellet di Si dal nastro su un substrato ricevente di PI è stata effettuata rivestendo in prima rotazione un PI spesso 1 μm (PI2545, HD Microsystems) su un substrato di vetro temporaneo;polimerizzazione a metà a 110 ° C per 20 secondi e laminazione del nastro con i pellet di Si rivolti verso lo strato PI, come mostrato in Fig. 2d.La completa polimerizzazione del PI per solidificare garantisce una forte adesione interfacciale tra i pellet di Si e il PI.Quando viene immerso nell'acetone, il nastro perde adesione e si separa contemporaneamente dall'array di pellet Si e dal substrato PI (Fig. 2e).La figura 2f mostra 729 pellet di Si (una matrice di 27 × 27) stampati sul PI, con una resa del 100%.(a) Array di pellet di Si fabbricato su un wafer SOI.(b) Raccogliere l'array di pellet di Si staccando il nastro.(c) L'alto rendimento ha raccolto l'array di pellet di Si sul nastro.(d) Laminazione del nastro con matrice di pellet di Si rivolta verso il mediato PI e il substrato.(e) Introdurre l'acetone e staccare il nastro dal substrato.(f) L'array di pellet di Si stampato ad alto rendimento sul PI.(g–i) Immagini ottiche dell'array di pellet di Si su wafer SOI, nastro e PI, rispettivamente.Nessuna variazione di configurazione spaziale è esistita durante la procedura operativa TTP.L'approccio TTP è stato ulteriormente esaminato per garantirne l'alta fedeltà.Come mostrato in Fig. 2g, l'array di pellet di Si (250 μm × 250 μm) sul wafer SOI è separato da 150 μm in entrambe le direzioni xey.Gli array di pellet mantengono la stessa configurazione dopo essere stati prelevati sul nastro (Fig. 2h) e stampati sul PI (Fig. 2i).Non è stato osservato alcun residuo dal nastro.La significativa diminuzione della forza adesiva interfacciale rende il TTP una tecnica ad alta resa, alta fedeltà e praticabile.Al fine di garantire che non vi siano danni o interruzioni nell'inchiostro durante tale processo TTP, fotorivelatori ultrasottili (1,25 μm) a base di Si, come dispositivi rappresentativi, sono stati preparati, stampati a trasferimento e caratterizzati.Il principale processo di preparazione prevedeva il drogaggio di diffusione selettiva allo stato solido per definire la regione attiva del fotorilevatore, l'isolamento del dispositivo, l'ancoraggio del fotoresist e l'incisione sottosquadro.I passaggi dettagliati per la preparazione dell'array di fotorivelatori sono illustrati schematicamente nella Figura S3 supplementare online.I fotorivelatori sono configurati con due fotodiodi back-to-back (nppn).La Figura 3a mostra le immagini ottiche dell'array di fotorivelatori Si stampati a trasferimento ad alta resa su PI, con ciascun dispositivo avente una dimensione di 250 μm × 250 μm.La risposta fotoelettrica del fotorilevatore sul substrato PI è mostrata in Fig. 3b-d.Sotto illuminazione la fotocorrente era 0,31 μA e la corrente oscura era 48 pA a 3 V di polarizzazione.Il rapporto di corrente calcolato in condizioni di illuminazione e buio è ~6,4 × 103 con una polarizzazione di 3 V, in base all'equazione R = Ibright/Idark.Anche le risposte fotografiche dinamiche del dispositivo prima e dopo il TTP sono state caratterizzate misurando la corrente con una polarizzazione costante di 3,5 V con la luce accesa/spenta in modo ciclico.Come mostrato in Fig. 3c-d, non è stata osservata alcuna differenza di prestazioni significativa prima e dopo la stampa a trasferimento.Il dispositivo sul nastro sottile ha subito uno sforzo trascurabile durante il prelievo.Al momento della stampa sul nuovo substrato, il dispositivo è stato lasciato completamente intatto e non disturbato dal nastro inerte, poiché la forza adesiva tra il nastro e i dispositivi è stata così gravemente ridotta dopo l'applicazione del solvente.(a) Immagine ottica dell'array di fotorivelatori a base di Si su PI dopo TTP.L'inserto è l'immagine ottica dell'intero array.(b) Curve corrente-tensione del fotorilevatore sotto illuminazione e buio prima e dopo il TTP.(c,d) Risposte fotoelettriche dinamiche del fotorilevatore rispettivamente prima e dopo il TTP.Per dimostrare ulteriormente la sua capacità, un sensore EMG epidermico estensibile e montabile sulla pelle è stato fabbricato tramite TTP.I sensori EMG utilizzano sottili elettrodi filamentosi a forma di serpentino per consentire la sua elasticità meccanica, che è stata segnalata altrove21,22,24,29.I dettagli della fabbricazione sono illustrati schematicamente nella Figura S4 supplementare online.La Figura 4a mostra un'immagine ottica di un sensore EMG rappresentativo fabbricato su un substrato di vetro temporaneo.Seguendo una procedura di stampa di trasferimento simile, il sensore EMG è stato prelevato dal nastro (Fig. 4b) e stampato su un substrato di silicone elastomerico morbido (Ecoflex, Reynolds Advanced Materials).Un sensore EMG sottile ed estensibile è mostrato in Fig. 4c.Gli elettrodi estensibili filamentosi a serpentina (Fig. 4d) hanno mantenuto le loro configurazioni geometriche dopo la stampa di trasferimento.Per completare il sensore, gli elettrodi sono stati collegati con tavole a nastro a film conduttivo anisotropico (ACF, Elform Heat Seal Connectors), interfacciandosi con un amplificatore Refa a 136 canali (Twente Medical Systems International, Paesi Bassi).Quindi il sensore EMG completato è stato montato sui muscoli superficiali dell'avambraccio anteriore per la misurazione (Fig. 4e).È stata eseguita ripetutamente una flessione isometrica del polso di due secondi seguita da un rilassamento di un secondo.La figura 4f è una dimostrazione rappresentativa dei segnali EMG registrati.Le contrazioni e i rilassamenti muscolari possono essere osservati e differenziati attraverso i loro schemi EMG.TTP di un sensore EMG montabile sulla pelle.(a) Immagine ottica di un sensore EMG fabbricato su vetro.(b) Raccogliere il sensore EMG attraverso il nastro.(c) Sensore EMG stampato su substrato Ecoflex estensibile.(d) Immagine ottica dell'elettrodo filamentoso estensibile a forma di serpentino come componente del sensore.L'inserto è una sezione schematica del sensore.(e) Un sensore EMG montato sulla pelle dell'avambraccio per la misurazione.(f) Un esempio rappresentativo di segnale EMG registrato durante la contrazione e il rilassamento muscolare.Oltre alla sua capacità di modulare notevolmente la forza adesiva per consentire la stampa di trasferimento ad alta fedeltà, la natura sottile e flessibile del nastro rispetto al tradizionale timbro PDMS spesso offre anche la capacità di conformarsi a superfici curvilinee, come superfici convesse o concave.La stampa a trasferimento convenzionale prevede in genere l'utilizzo di un timbro PDMS spesso.Pertanto, una quantità significativa di sollecitazione potrebbe essere imposta ai dispositivi in ​​seguito alla loro conformità a superfici curve, che provocano direttamente danni, specialmente in quelli basati su materiali fragili.Utilizzando TTP, dispositivi come quelli descritti sopra potrebbero essere stampati su superfici curvilinee senza subire un elevato livello di deformazione.Le Fig. 5a-b mostrano immagini ottiche Matrice di pellet di Si stampata sulla superficie convessa di un cilindro di vetro con un sottile strato di silicone rivestito.È stata facilmente ottenuta una resa di stampa transfer del 100% senza incrinare i pellet di Si.Oltre a semplici superfici convesse, gli array di Si sono stati anche trasferiti stampati su superfici concave da due superfici convesse adiacenti (Fig. 5c-d).(a, b) Array di pellet di Si sulla superficie di un tubo cilindrico con un diametro di 15 mm.(c, d) Array di pellet di Si su superficie concava da due tubi cilindrici adiacenti con diametro di 5 mm.(e) Risultati analitici e FEA della deformazione massima in Si rispetto al raggio di curvatura del nastro.Per comprendere quantitativamente la deformazione associata nei dispositivi durante il TTP su superfici curvilinee, sono stati eseguiti studi analitici e agli elementi finiti.È stato stabilito un modello bidimensionale agli elementi finiti per studiare la deformazione del dispositivo.È stato utilizzato l'elemento Plane-Strain Element (CPE4) nel software agli elementi finiti ABAQUS.La figura supplementare S5a online mostra un modello schematico di un nastro/inchiostro 3M 3850 con uno strato di rivestimento (polipropilene) nella parte superiore, uno strato di adesivo (poliuretano) al centro e un pellet di Si sul fondo.La mezza lunghezza del pellet di Si è indicata da l.Gli spessori sono hs = 80μm, ha = 30μm e hf = 1,25μm (o 0,3μm), dove i pedici di s, a e f stanno rispettivamente per polipropilene, adesivo e Si.I moduli di Young ei rapporti di Poisson sono Es = 350MPa e νs = 0,42 per il polipropilene30, Ea = 2MPa e νa = 0,49 per il poliuretano31 ed Ef = 130GPa e νf = 0,3 per Si32.Alle due estremità del modello viene applicata una rotazione uguale alla lunghezza di Si divisa per il raggio di curvatura di curvatura.La figura supplementare S5b-c online mostra i contorni della deformazione del nastro e Si.L'adesivo morbido funge da strato di isolamento della deformazione per ridurre significativamente la deformazione nel pellet di Si e quindi proteggerlo dalla frattura.Viene inoltre stabilito un modello di meccanica analitica per prevedere la deformazione massima nel pellet di Si per fornire linee guida di progettazione per TTP.La deformazione nel pellet di Si è la somma della deformazione flessionale e della deformazione della membrana.Poiché la rigidità alla flessione del pellet di Si è molto più piccola rispetto agli altri due strati e il poliuretano è molto morbido, la massima deformazione alla flessione può essere approssimata dadove R è il raggio di curvatura di curvatura.La deformazione della membrana può essere ottenuta modellando il polipropilene come trave elastica e il poliuretano come shear lag33.La deformazione massima della membrana è data dadove con , G è il modulo di taglio ed è il modulo di deformazione piano.La deformazione massima nel pellet di Si è quindi data daLa Figura 5e mostra risultati ben abbinati della deformazione massima nei pellet di Si in funzione del raggio di curvatura, sia dalla FEA che dalle previsioni del modello analitico.Utilizzando tale trasferimento del nastro, la deformazione massima nel Si è molto al di sotto della sua deformazione di frattura (~ 1%).Il TTP presentato in questo documento rappresenta un approccio semplice, potente e ad alta fedeltà all'integrazione eterogenea di materiali e dispositivi su substrati basato sulla modulazione della forza adesiva dei timbri del nastro.Il meccanismo della modulazione della forza adesiva indotta da sostanze chimiche suggerisce percorsi che non sono stati esplorati nella stampa transfer convenzionale e in altre aree correlate.Sebbene siano stati identificati solo pochi timbri e solventi "avvelenanti", sarebbe anche possibile una gamma più ampia di materiali per timbri e scenari di modulazione inclusi chimici, fisici, elettrici, ecc.I risultati descritti in questo documento dimostrano la fattibilità del TTP per la fabbricazione di un'ampia gamma di dispositivi.Questo approccio può essere ulteriormente esteso alla stampa a trasferimento ad alta fedeltà di nanomateriali bidimensionali stratificati come il grafene oi dicalcogenuri di metalli di transizione.Gli array di pellet di Si ultrasottili sono stati fabbricati utilizzando un wafer SOI con uno strato superiore spesso 1,25 μm di Si a cristallo singolo.I wafer SOI sono stati puliti utilizzando acetone, IPA e acqua DI e poi cotti a 110°C per 2 minuti su una piastra riscaldante per la disidratazione.I quadrati Si di 250 μm × 250 μm sono stati formati utilizzando la fotolitografia e l'incisione con ioni reattivi (RIE).Il wafer è stato immerso in un agente di attacco con ossido tampone (BOE, 1:6) per un attacco parziale in sottosquadro per 15 minuti.L'ancora Photoresist (PR) è stata formata mediante rivestimento di rotazione e fotolitografia per impedire il futuro galleggiamento di Si durante il successivo rilascio del sottosquadro.I pellet di Si vengono quindi completamente immersi in acido fluoridrico concentrato (HF, 49%) per due ore per rimuovere il SiO2 rimanente, inducendo così l'attacco completamente al di sotto.I fotorivelatori ultrasottili a base di Si sono stati fabbricati utilizzando un wafer SOI con lo strato superiore di Si monocristallino di 1,25 μm di spessore.Le principali fasi di fabbricazione prevedono il drogaggio selettivo per creare regioni attive e la raccolta dei dispositivi sottili attraverso l'incisione sacrificale sottosquadro dell'ossido sepolto.Un approccio simile è stato segnalato altrove34.In particolare, una maschera drogante SiO2 spessa 600 nm è stata formata su un wafer SOI utilizzando spin on glass (700B, Filmtronics) e modellata sulla base di fotolitografia e incisione standard.Poiché il wafer SOI è leggermente drogato come tipo p (resistività: 11,5 Ω cm), è stato utilizzato un drogante spin-on a base di fosforo (P510, Filmtronics) per il processo di drogaggio a 950 ° C per formare due diodi nppn back to back.Il dispositivo Si superiore è stato modellato in array quadrati da 250 μm × 250 μm mediante attacco con ioni reattivi (RIE) utilizzando gas di esafluoruro di zolfo (SF6).Il fotorilevatore è stato ancorato mediante fotoresist per evitare di fluttuare via in acido fluoridrico (HF, concentrazione 49%) e seguito dal processo di attacco sottosquadro di SiO2, in modo simile al processo descritto nella fabbricazione del pellet di Si.Per preparare i sensori EMG, un vetrino è stato pulito con acetone, IPA e acqua DI e poi cotto a 110 ° C per 2 minuti su piastra riscaldante per la disidratazione.La soluzione di precursore di PI è stata quindi rivestita sul vetro mediante spin-casting e il film è stato indurito a 250°C per 1 ora.300 nm di strato di Ag sono stati depositati sul PI mediante evaporazione del fascio elettronico.Gli elettrodi sono stati modellati mediante fotolitografia e incisione a umido.Il PI, come struttura portante, è stato modellato da RIE sotto plasma O2, utilizzando gli elettrodi di metallo come maschera.Il sensore EMG strutturato Ag/PI è stato prelevato dal substrato di vetro utilizzando il nastro 3M 3850. Prima della stampa a trasferimento, sul nastro è stato depositato uno strato sottile di SiO2 (50 nm) mediante evaporazione del fascio elettronico.Un sottile Ecoflex (~ 500 μm) è stato rivestito per rotazione su un substrato di vetro e polimerizzato a 90 ° C per 5 minuti.Successivamente, la pellicola Ecoflex è stata esposta mediante trattamento con ozono ultravioletto (UVO) per generare un gruppo terminale idrossile sulla superficie della pellicola Ecoflex.Il nastro è stato laminato su un substrato Ecoflex e riscaldato a 70°C per 10 minuti per formare un forte legame covalente tra il SiO2 su PI e il substrato Ecoflex.Per recuperare il nastro, il campione è stato immerso in acetone e quindi il nastro si è delaminato immediatamente dal substrato, con il sensore EMG rimasto sul sottile Ecoflex.L'ACF, sotto forma di sottili cavi a nastro, fissati su elettrodi della rete da un lato e su un circuito stampato (PCB) dall'altro, fornisce collegamenti elettrici all'amplificatore esterno per l'acquisizione del segnale.Indurire l'ACF a 170 °C su un ferro da stiro per 1 minuto forma robusti giunti meccanici in questi punti di connessione.Il sensore EMG con cavo ACF incollato è stato infine staccato con cura dal substrato di vetro.Le superfici curvilinee con diversi raggi di curvatura sono state pulite e rivestite con Ecoflex sottile (spessore 100 μm).Dopo aver raccolto l'array di pellet di Si, il nastro è stato fissato in modo conforme alla superficie curvilinea ed è stato seguito il processo di stampa a trasferimento.Le misurazioni dei segnali EMG sono state condotte sotto l'approvazione dell'Institutional Review Board (numero di protocollo: 14139-01) presso l'Università di Houston.Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti in conformità con le linee guida e i regolamenti pertinenti.Il soggetto è uno dei coautori del paper.La ricerca è stata condotta con il consenso informato firmato dal soggetto.Come citare questo articolo: Sim, K. et al.Stampa a trasferimento di nastro ad alta fedeltà basata sulla modulazione della forza adesiva indotta chimicamente.Sci.Rep. 5, 16133;doi: 10.1038/srep16133 (2015).Yoon, J. et al.Microcelle solari in silicio ultrasottili per progetti di moduli semitrasparenti, meccanicamente flessibili e microconcentratori.Materiali naturali 7, 907–915 (2008).Articolo ADS CAS PubMed Google ScholarYoon, J. et al.Concentratore fotovoltaico flessibile basato su celle solari in silicio su microscala incorporate in guide d'onda luminescenti.Comunicazioni sulla natura 2, 343 (2011).Articolo ADS PubMed Google ScholarWebb, RC et al.Dispositivi conformi ultrasottili per una caratterizzazione termica precisa e continua della pelle umana.Materiali naturali 12, 938–944 (2013).Articolo ADS CAS PubMed PubMed Central Google ScholarSun, YG & Rogers, JA Fabbricazione di nano/microfili semiconduttori e stampa di trasferimento di array ordinati di essi su substrati di plastica.Nano lettere 4, 1953–1959 (2004).Articolo ADS CAS Google ScholarMeitl, MA et al.Stampa transfer mediante controllo cinetico dell'adesione su un timbro elastomerico.Materiali naturali 5, 33–38 (2006).Articolo ADS CAS Google ScholarLee, CH, Kim, DR e Zheng, X. Fabbricazione di dispositivi nanowire su diversi substrati mediante semplici metodi di stampa a trasferimento.Atti della National Academy of Sciences degli Stati Uniti d'America 107, 9950–9955 (2010).Articolo ADS CAS PubMed PubMed Central Google ScholarKo, HC et al.Una telecamera oculare elettronica emisferica basata su optoelettronica in silicio comprimibile.Natura 454, 748–753 (2008).Articolo ADS CAS PubMed Google ScholarCarlson, A., Bowen, AM, Huang, Y., Nuzzo, RG & Rogers, JA Tecniche di stampa transfer per l'assemblaggio di materiali e la fabbricazione di micro/nanodispositivi.Materiali avanzati 24, 5284–5318 (2012).Articolo CAS PubMed Google ScholarLee, KJ et al.Trasferimento selettivo di ampia area di silicio microstrutturato: un approccio basato sulla stampa a transistor a film sottile ad alte prestazioni supportati su substrati flessibili.Materiali avanzati 17, 2332–2336 (2005).Yoon, J. et al.GaAs fotovoltaico e optoelettronica utilizzando assemblaggi epitassiali multistrato rilasciabili.Natura 465, 329–333 (2010).Articolo ADS CAS PubMed Google ScholarKim, DH et al.Materiali per cateteri multifunzionali a palloncino con capacità di mappatura elettrofisiologica cardiaca e terapia di ablazione.Materiali naturali 10, 316–323 (2011).Articolo ADS CAS PubMed PubMed Central Google ScholarKim, DH et al.Elettronica epidermica.Scienza 333, 838–843 (2011).Articolo ADS CAS Google ScholarLee, J. et al.Fotovoltaico GaAs estensibile con design che consentono un'elevata copertura dell'area.Materiali avanzati 23, 986–991 (2011).Articolo CAS PubMed Google ScholarKim, DH, Lu, NS, Ghaffari, R. & Rogers, JA Nanomateriali semiconduttori inorganici per elettronica biointegrata flessibile ed estensibile.NPG Asia Materials 4, e15 (2012).Canzone, J. et al.Un metodo generale per trasferire il grafene su superfici morbide.Natura Nanotecnologia 8, 356–362 (2013).Articolo ADS CAS PubMed Google ScholarFeng, X. et al.Frattura concorrente nella stampa transfer a controllo cinetico.Langmuir 23, 12555–12560 (2007).Yang, SY et al.Superfici in elastomero con forza di adesione dipendente dalla direzione e loro utilizzo nella stampa transfer con applicazioni roll-to-roll continue.Materiali avanzati 24, 2117–2122 (2012).Articolo CAS PubMed Google ScholarChen, H., Feng, X., Huang, Y., Huang, Y. & Rogers, JA Esperimenti e analisi viscoelastica del peel test con strisce modellate per applicazioni di stampa a trasferimento.Giornale di meccanica e fisica dei solidi 61, 1737–1752 (2013).Caldwell, JD et al.Tecnica per il trasferimento a secco di grafene epitassiale su substrati arbitrari.Acs Nano 4, 1108–1114 (2010).Articolo CAS PubMed Google ScholarSong, L., Ci, L., Gao, W. & Ajayan, PM Stampa a trasferimento di grafene con pellicola d'oro.Acs Nano 3, 1353–1356 (2009).Articolo CAS PubMed Google ScholarHuang, X. et al.Fogli di rilevamento dell'impedenza epidermica per una valutazione precisa dell'idratazione e mappatura spaziale.Transazioni IEEE sull'ingegneria biomedica 60, 2848–2857 (2013).Jang, K.-I.et al.Forme robuste e traspiranti di elettronica estensibile con substrati compositi aderenti per il monitoraggio transcutaneo.Comunicazioni sulla natura 5, 4779 (2014).Articolo ADS CAS PubMed Google ScholarXu, S. et al.Batterie estensibili con interconnessioni a serpentina auto-simili e sistemi di ricarica wireless integrati.Comunicazioni sulla natura 4, 1543 (2013).Articolo ADS PubMed Google ScholarSì, W.-H.et al.Elettronica epidermica multifunzionale stampata direttamente sulla pelle.Materiali avanzati 25, 2773–2778 (2013).Articolo CAS PubMed Google ScholarKim, S. et al.Adesione migliorata con timbri elastomerici a forma di piedistallo per la stampa transfer.Lettere di fisica applicata 100, 171909 (2012).Carlson, A. et al.Superfici elastomeriche attive e programmabili con adesione regolabile per assemblaggio deterministico mediante stampa transfer.Materiali funzionali avanzati 22, 4476–4484 (2012).Kim, S. et al.Superfici elastomeriche microstrutturate ad adesione reversibile ed esempi del loro utilizzo nell'assemblaggio deterministico mediante stampa transfer.Atti della National Academy of Sciences degli Stati Uniti d'America 107, 17095–17100 (2010).Articolo ADS CAS PubMed PubMed Central Google ScholarEisenhaure, JD, Xie, T., Varghese, S. & Kim, S. Superfici polimeriche a memoria di forma microstrutturate con adesione a secco reversibile.Materiali e interfacce applicati ACS 5, 7714–7717 (2013).Huang, X. et al.Materiali e design per sensori epidermici wireless di idratazione e deformazione.Materiali funzionali avanzati 24, 3846–3854 (2014).Farukh, F. et al.Analisi numerica del danno progressivo in reti fibrose non tessute in tensione.Giornale internazionale di solidi e strutture 51, 1670–1685 (2014).Li, Y., Waas, AM e Arruda, EM Gli effetti dell'interfase e dei gradienti di deformazione sull'elasticità dei nanocompositi di polimero/argilla strato per strato (LBL).Giornale internazionale di solidi e strutture 48, 1044–1053 (2011).Li, R. et al.Modellazione termomeccanica della stampa transfer senza contatto guidata da laser: analisi bidimensionale.Materia molle 8, 7122–7127 (2012).Articolo ADS CAS Google ScholarCheng, H. et al.Un modello analitico di isolamento della deformazione per elettronica estensibile e flessibile.Lettere di fisica applicata 98, 061902 (2011).Yu, C. et al.Sistemi di mimetizzazione optoelettronici adattivi con design ispirati alle pelli dei cefalopodi.Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze 111, 12998–13003 (2014).Articolo ADS CAS Google Scholar