Serbest biçimli sandviç tipi aktarılabilir OLED'ler
Kısa bir süre önce, Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) Elektrik Mühendisliği Okulu'ndan Profesör Kyung Cheol Choi ve Seul Ulusal Üniversitesi Bundang Hastanesi (SNUBH) Dermatoloji Bölümü'nden Profesör Kyoung-Chan Park, "giyilebilir ve tek kullanımlık cilt yara fotomedisi "makalesi. Kore Bilim ve Teknoloji Akademisi (KAIST) Elektrik Mühendisliği Okulu'ndan Yongmin Jeon ve Seul Ulusal Üniversitesi Bundang Hastanesi (SNUBH) Dermatoloji Bölümü'nden Hye-Ryung Choi, makalenin ilk ortak yazarlarıdır. Serbest biçimli optoelektronik cihazlar, zaman ve mekanın ötesinde hiper bağlantı sağlayabilir. Bununla birlikte, gereksinimleri karşılayan optoelektronik cihazların çoğu, uygulamalarını ve biçimlerini sınırlayan düşük sıcaklıklı süreçler kullanılarak yalnızca düzlemsel polimer malzemeler üzerinde üretilebilir. Bu makale, malzemeye veya şekle bağlı olmayan serbest biçimli bir optoelektronik cihazı tanıtmaktadır. Tıbbi uygulamalarda OLED'ler, 4,8 mikron kalınlığındaki iki ultra ince bariyer katmanına yerleştirilir ve böylece yalnızca 10 mikron kalınlığında bir sandviç yapı oluşturur. Sonuçlar, hazırlanan sandviç tipi aktarılabilir OLED'in (STOLED) silindirik malzemeler, tekstiller, kağıt yapımı ve diğer malzemeler üzerinde aynı yüksek performansı gösterdiğini göstermektedir. Bu sandviç tipi aktarılabilir OLED'in çeşitli giyilebilir ve tek kullanımlık tıbbi cihazlarda kullanılması bekleniyor. Bu makale yakın zamanda en iyi uluslararası optik akademik dergi "Işık: Bilim ve Uygulamalar" da yayınlandı.
Araştırma Geçmişi
Dördüncü sanayi devriminin ortaya çıkmasıyla, cihazlar ve insanlar arasındaki hiper bağlantıyı geliştirmek giderek daha önemli hale geldi. Bu tür uygulamalar için sabit şekilli, esnek, gerilebilir, giyilebilir ve tek kullanımlık cihazlar geliştirilmemektedir. Bunlar, uyumlu tasarımlarına göre insan vücuduna yakından yapıştırılabilen bazı serbest biçimli optoelektronik cihazları içerir. Konformal tasarım, bilgi almak için sensör işlevleri, bilgileri görüntülemek için görüntüleme işlevleri, enerji üretimi için işlevler ve sağlığı yönetmek için fotoelektrik gibi çeşitli potansiyel işlevleri gerçekleştirmek için uygun ve etkili bir platform sağlar. Özellikleri. İnsanlar, aynı anda birden çok işlevi kullanmak daha uygun olacak şekilde, insan vücuduyla yakın temas halinde olan birden çok serbest biçimli optoelektronik aygıt kullanmayı umuyor.
Geleneksel entegre optoelektronik cihazların çoğu, organik ışık yayan diyotların (OLED'ler) veya kuantum nokta ışık yayan diyotların (QLED'ler) kullanımına dayanır. Bu cihazlar, düşük sıcaklıklı bir işlemle düz ince film polimer malzemeler üzerinde imal edilebilir. Bununla birlikte, ürettikleri yüzey pürüzlülüğü genellikle sadece birkaç nanometre olduğundan, bunlar ince film bazlı optoelektronik cihazların belirli malzemeler ve şekillerle sınırlandırılmasına neden olacaktır. Bu tür kısıtlamalara tabi olmayan özel esnek optoelektronik cihazları üretmek için çeşitli yöntemler incelenmiştir. Örneğin, tekstil ve kağıt gibi yüksek pürüzlülükteki malzemeleri hazırlamak için sentez ve düzlemselleştirme teknolojisinin kullanılması; üç boyutlu optoelektronik cihazlar geliştirmek için yeni işlemlerin kullanılması; ayrıca optoelektronik cihazların ultra ince alt tabakalar üzerinde üretildiğini ve ardından bunları cilde veya diğer Substrat üzerindeki yöntem. Bu yöntemler kullanılarak çeşitli malzeme ve şekillerde fotovoltaik cihazlar üretilebilir. Bununla birlikte, bu yöntemlerin karmaşık işleme yöntemleri, ince filmler, nispeten düşük cihaz performansı ve kısa hizmet ömrü gibi sınırlamaları vardır.
İnovasyon araştırması
Bu çalışmada, araştırmacılar, optoelektronik cihazların herhangi bir malzeme ve şekildeki alt tabakalar üzerine inşa edilmesine izin verecek, yalnızca 10 mikron kalınlığa sahip ultra ince sandviç aktarılabilir OLED (STOLED) rapor ettiler. Bu STOLED kullanılarak, serbest biçimli optoelektronik cihazlar, geleneksel organik optoelektronik cihazlar için uygun olmayan tekstil, deri ve kağıt ürünleri gibi malzemeler üzerine inşa edilebilir. Cihazlar ayrıca üç boyutlu silindirler ve geniş alanlı diziler üzerinde üretilebilir. Ayrıca bu şekilde hazırlanan serbest formlu OLED'lerin üretim verimliliği de tıpkı cam üzerine yapılan üretimde olduğu gibi oldukça yüksektir. Sandviç yapıdaki bariyer tabakası sadece yüksek bariyer özellikleri sağlamakla kalmaz, aynı zamanda yüksek şeffaflık sağlar. STOLED, ultra ince film özellikleri ve sandviç yapısı sayesinde tekstiller üzerinde işlenebilir ve nötr eksen serbestçe ayarlanabilir. Araştırmacılar ayrıca STOLED katlama ve temizlemenin güvenilirliğini test ettiler ve hizmet ömrü 150 saati aştı. Aynı zamanda araştırmacılar, gerçek giyilebilir hafif tıp uygulamalarında uygulanabilirliğini belirlemek için kırmızı STOLED'in keratinositler, yapay deri modelleri ve fare derisi üzerindeki uygulamasını da inceledi.
Şekil 1: Serbest biçimli OLED'lerin gösterimi. a: STOLED'lerin yapısı ve elektron mikroskobu kesit görüntüsü b: Çeşitli serbest biçimli OLED fotoğrafları oluşturmak için STOLED'lerin farklı materyallerini ve şekillerini kullanın
Şekil 2: STOLED hazırlık; sandviç yapı işlemi oluşturmak için bariyer katmanları arasına bir OLED katmanı eklemek
Şekil 3: Aktarılabilir bariyer katmanının yapısı ve özellikleri a: Bağımsız aktarılabilir bariyer katman yapısı b: Bariyer katmanının elektron mikroskobu enine kesit görünümü c: ZAM filmin katmanlı yapısı, ZnO, Al2O3 ve MgO d dahil olmak üzere 14 birim katmandan oluşur : Bariyer oluşumundan sonra görüntü ve yüzey pürüzlülüğü e: Aktarılabilir bariyer katmanının WVTR performans değerlendirmesinin Ca testi sonucu f: Aktarılabilir bariyer katmanının iletim özellikleri.
Şekil 4: Üç renkli STOLED'lerin ve serbest biçimli OLED'lerin özellikleri ve güvenilirliği a: R / G / B STOLED yapı b: Cilde aktarılabilen çalıştırılabilir R / G / B STOLED fotoğraflar ve serbest biçimli OLED'ler c: R / G / B STOLED emisyon dalga boyu özellikleri d: her bir R / G / B'nin parlaklık ve voltaj diyagramı STOLED e: R / G / B STOLED'in akım verimliliği karakteristik diyagramı f: çeşitli malzemelerden ve şekillerden oluşan kırmızı serbest form OLED'lerin L / V özellikleri g: çeşitli malzeme ve şekillerden yapılmış kırmızı serbest biçimli OLED'lerin mevcut verimlilik özellikleri h: tekstilde 2 × 2 dizide görüntülenen geniş alanlı kırmızı serbest biçimli OLED fotoğrafları i: 2 × 2 kullanın Dizi tahrikli geniş alanlı kırmızı serbest biçimli OLED j: Katlama testinin şematik diyagramı ve katlama sırasında OLED çalışmasının fotoğrafı k: OLED sürüş özellikleri ile katlanma döngüsü arasındaki ilişki l: Serbest biçimli OLED'in ömür boyu grafiği
Şekil 5: 2D modelde keratinositlerin in vitro yara iyileştirici etkisi ve 3D yapay deri modelinde kırmızı STOLED'lerin yarı in vivo yara iyileştirici etkisi
Şekil 6: 670 nm radyasyonun yara organ kültürü üzerindeki etkisi (c-e çizgisi yaranın başlangıç uzunluğunu, e çizgisi epidermisin replantasyonunun uzunluğunu temsil eder; noktalı çizgi (f-h) dermisin ve epidermisin birleşimini temsil eder)
(Kaynak: OSANJU)
İlgili kağıt bilgileri: https://doi.org/10.1038/s41377-019-0221-3
Telif hakkı bildirimi: Bu makale yalnızca bilgi yayma amacıyla çoğaltılmıştır ve bu web sitesinin görüşlerini temsil ettiği veya içeriğinin gerçekliğini doğruladığı anlamına gelmez; diğer medya, web siteleri veya bireyler bu web sitesini çoğaltıp kullanırlarsa, bu web sitesinde belirtilen bilgileri saklamaları gerekir. "Kaynak" ve telif hakkı gibi yasal sorumluluk taşıyor; yazar yeniden basılmak istemiyorsa veya yeniden basım ücretleri ve diğer konularla iletişime geçmek istemiyorsa, lütfen bizimle iletişime geçin.
