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【24h】

Strain sensors on water-soluble cellulose nanofibril paper by polydimethylsiloxane (PDMS) stencil lithography

机译：通过聚二甲基硅氧烷（PDMS）模板光刻水溶性纤维素纳米纤维纸上的应变传感器

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Transient electronics are of great interest in medical implants and environmentally friendly devices. These electronic devices can be partially or fully dissolved in water in a controlled period of time. Herein, we show the fabrication and characterization of silver nanoparticle-based strain sensors on the water-soluble nanofibril paper, a cellulose nanocrystal (CNC) produced flexible film, by stencil lithography. This is the first demonstration of using polydimethylsiloxane (PDMS) stencils to pattern metal electrodes on water-soluble substrates. For the large London dispersion force (LDF) between the PDMS stencil and the flexible substrate, the stencil can conformably cover the substrate and prevent metal diffusion into the area under the stencil when metal electrodes are patterned on water-soluble nanofibril papers. PDMS stencil lithography avoids damage to the cellulose nanofibril paper, which conventional photolithography processes lead to, without compromising the resolution in patterning. Our strain sensors have a high sensitivity with a gauge-factor of over 50 in strain testing, which is the highest among reported strain sensors fabricated on water-soluble substrates.
机译：瞬态电子器件对医疗植入物和环保设备具有很大的兴趣。这些电子设备可以在受控的时间内部分或完全溶解在水中。在此，我们展示了在水溶性纳米纤维纸上的银纳米粒子菌株传感器的制造和表征，纤维素纳米晶（CNC）制成的柔性薄膜，由模版光刻制成柔性膜。这是使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）模板在水溶性基材上的图案金属电极上的第一次证明。对于PDMS模板和柔性基板之间的大伦敦色散力（LDF），当金属电极在水溶性纳米纤维纸上图案化时，模板可以恰好地覆盖基板并防止金属扩散到模板下的区域中。 PDMS模板光刻避免了纤维素纳米纤维纸的损伤，传统的光刻工艺导致，而不会损害图案化的分辨率。我们的应变传感器具有高灵敏度，具有超过50倍的应变试验，这是在水溶性衬底上制造的报告的应变传感器中的最高。

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