Een fabricagetechnologie voor gouden elektroden die kan worden gecombineerd met thermotherapietechnologie op basis van fotothermie

DGIST Professor Hongki Kang van de afdeling Electrical Engineering & Computer Science en zijn onderzoeksteam hebben met succes een selectieve fotothermische laagvormingstechnologie en een transparante elektrode ontwikkeld op basis van het fijne inkjetprintoplossingsproces. Deze technologie zal naar verwachting bijdragen aan de ontwikkeling van apparaten van biomateriaal voor toepassingen die apparaattransparantie vereisen of die gevoelig zijn voor temperatuurveranderingen.

De laatste tijd is er veel belangstelling voor een “transparante elektrode” die bio-imaging mogelijk maakt en toepasbaar is in verschillende sectoren, zoals optogenetica. Inktmateriaal dat wordt gebruikt in bestaande transparante elektroden, zoals indiumtinoxide (ITO) of antimoontinoxide (ATO), vereist echter verwerkingstemperaturen van 350 ℃ of hoger, wat hoger is dan de overgangstemperatuur (150–200 ℃) van flexibele planken.

Daarom resulteert het gebruik van bestaand inktmateriaal om door te gaan met transparante elektrodeverwerking in een mechanisch zwak punt van de verharding van het flexibele bord vanwege de hoge temperatuur.

Daarom gebruikte het onderzoeksteam inkjetprinttechnologie met een hoge mate van vrijheid in patroonvorming om een ​​nieuwe methode voor te stellen voor het fabriceren van een transparante ultradunne-film gouden fijne elektrode op maat gemaakt voor patiënten. In tegenstelling tot de bestaande methode om inkt direct te printen, omvat deze technologie inkjetprinten van een polymere zaadlaag om ganglia-generatie te induceren, en “ultradunne-filmgoud” van 6 nm of minder wordt verdampt zonder een fotomasker om selectief een transparante elektrode te verwerken met hoge penetrantie.

Tegelijkertijd wordt een “niet-geleidende goudeilandlaag” gevormd in het gebied waar de polymere kiemlaag niet wordt afgedrukt, wat kan worden geïmplementeerd voor fotothermie. Het onderzoeksteam ging verder met verificatie om de volledigheid van de ontwikkelde nanostructuur te identificeren. Fotothermie werd gedetecteerd met behulp van een transparante temperatuursensor en zenuwcellen werden op het bovenste deel van het apparaat gekweekt om zowel bio-geschiktheid als potentieel voor bio-imaging te identificeren.

De “ultradunne-film gouden elektrode en gouden nanostructuur” ontwikkeld in deze studie is voordelig in vergelijking met bestaande apparaten omdat verwerking beschikbaar is bij kamertemperatuur zonder gebruik te maken van een blootstellingsmasker op het gebied van technische toepassingen en biomedische geneeskunde waar ‘patiënt-aangepaste flexibele en draagbare transparante elektrodevorming’ is vereist.

Het onderzoeksteam verwacht dat een uitbreiding van deze technologieën zou kunnen leiden tot succesvolle thermotherapie op basis van fotothermie, zoals optica gebaseerde PCR, neuromodulatie, kankerbehandeling en medicijnafgifte.

DGIST-professor Hongki Kang van de afdeling Electrical Engineering & Computer Science verklaarde dat “de sleutel is dat deze op de patiënt aangepaste ‘ultradunne-film goudelektrode’ kan worden geproduceerd met behulp van inkjetprinten, wat anders is dan de bestaande methode voor het vormen van elektroden. ” en onthulde dat “naar verwachting verschillende lichaamssignalen efficiënter kunnen worden gemeten met behulp van deze technologie door middel van een op de patiënt afgestemde flexibele fijne elektrode-array.”

Het werk wordt gepubliceerd in het tijdschrift ACS toegepaste materialen en interfaces.