مواد بوليمرية موصلة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد الدقيقة عبر البلمرة ثنائية الفوتون لتطبيقات الاستشعار

الملخص تقدم عملية البلمرة ثنائية الفوتون (2PP) للطباعة ثلاثية الأبعاد عالية الدقة فرصة لتصميم هياكل صغيرة الحجم مع نسبة عالية من السطح إلى الحجم لأجهزة استشعار عالية الاستجابة. ومع ذلك، فإن هذه الراتنجات القائمة على الأكريلات أو الثيولات عازلة كهربائياً وغير وظيفية بطبيعتها، مما يحد من تطبيقاتها الواسعة في الاستشعار الحيوي والتكنولوجيا الحيوية. هنا، تم تطوير راتنج مركب بوليمري موصل جديد لطباعة هياكل دقيقة ثلاثية الأبعاد موصلة عبر تقنية 2PP وتمت demostration تطبيقاته في الاستشعار. يتكون المركب من راتنج 2PP القائم على الأكريلات وPoly(3,4‐ethylenedioxythiophene)‐poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS)، وهو شبه موصل عضوي موصل وقابل للتوافق الحيوي. تم دراسة دمج PEDOT:PSS في الراتنج من خلال طيف رامان وطيف الإلكترون بالأشعة السينية (XPS). تم تحقيق توصيل كهربائي قدره 3.5 × 10 2 S cm −1 في هيكل ثلاثي الأبعاد مطبوع ميكرو بطول 20 ميكرومتر وارتفاع 10 ميكرومتر، مما يجعله مناسباً للتطبيقات الإلكترونية. تم عرض مستشعر رطوبة ميكرو ثلاثي الأبعاد سريع جداً بوقت استجابة واستعادة قدره 0.15 و0.3 ثانية على التوالي. تُظهر المستشعرات المطبوعة حساسية عالية في مستويات الرطوبة من 0-80%RH. كبرهان على المفهوم، تم تسجيل تنفس الإنسان في الوقت الحقيقي، مما يشير إلى إمكانية تطبيقه في أنظمة مراقبة الصحة.