美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子應用項目

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美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子技術與應用項目

研究人員將使用一項新的高級製造補助金來開發使用植物性油墨的技術,以印刷低成本,可生物降解和可回收的感測器和電池電子產品。

美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子應用項目

美國國家科學基金會(NSF)最近給予一項為期五年的915萬美元的撥款,以支持該項目及其研究團隊,他們來自芝加哥大學,西北大學,伊利諾伊大學香檳分校,伊利諾伊大學芝加哥分校和愛荷華州立大學。這筆贈款是美國國家科學基金會(NSF)在24個促進生物製造,網路製造和生態製造的項目中投資4,000萬美元的一部分。

美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子應用項目

領導這項工作的是陳俊宏,他是芝加哥大學普利茲克分子工程學院分子工程的王室教授,也是美國能源部阿貢國家實驗室的首席水戰略家。愛荷華州立大學機械工程副教授喬納森·克勞森(Jonathan Claussen)將就該項目進行合作。他將與一名博士生一起開發使用基於生物的石墨烯墨水來印刷感測器電子設備的技術。該贈款將在五年內提供約441,600美元,以支持愛荷華州立大學的研究。該項目被稱為MADE-PUBLIC,"使用生物基和本地可識別化合物通過印刷製造先進的電子產品"。克勞森說,這筆贈款將支持他的實驗室開發和測試各種印刷電化學感測器。這些感測器可能會用於監測植物的溫度,氧氣和土壤養分,包括那些用於生產印刷電子墨水的感測器。真正的好處是,所有用於印刷電子產品的油墨都將是生物基的。也在研究生物基基材,以便在其上進行印刷。這可以避免對昂貴的硅電子產品的需求。結果可能實現一種低成本方法,用於生產可回收,可生物降解和碳基電子產品,以實現更清潔的環境。

該項目可以在三個領域帶來科學進步:工廠的精確增長,量身定製的生物基墨水的生產以及可印刷電子產品的可持續生產。

美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子應用項目

研究過程圖,該過程可以導致開發使用植物來源的墨水製造的低成本,可生物降解的可列印電子產品。

對於他所謂的項目"圓形製造"方面,陳先生尤其興奮。使用源自植物的墨水列印的感測器將用於監視這些植物的生長並進一步優化墨水。

該研究小組還旨在通過夥伴關係和計劃(例如跨機構證書計劃,可列印的電子黑客馬拉松和公民科學競賽)來教育和激發學生和公眾對可持續製造的未來的興趣。

陳希望看到該項目產生廣泛的影響。他說:"我們的目標是使每個人都能在家中或附近的圖書館列印電子設備,以真正實現物聯網的功能。"

此前,克勞森小組研究人員已實現通過氣溶膠列印、調整石墨烯感測器以監測食品的新鮮度,安全性。

美國提出五年共915萬美元資助生物基油墨的印刷電子應用項目

研究人員使用氣溶膠噴射列印技術來創建這些石墨烯生物感測器,該感測器可以檢測組胺,一種變應原和變質的魚和肉的指示劑。(摘自"用於檢測血清中無標籤細胞因子的氣溶膠噴射印刷石墨烯免疫感測器")

實證明,這些感測器可以在低至百萬分之3.41的範圍內檢測出組胺,這些感測器可以在柔性聚合物膜上用高解析度的氣溶膠噴射印表機進行列印,並經過測試可以檢測出組胺,一種變應原和變質的魚和肉的指示劑。

美國食品和藥物管理局(US Food and Drug Administration)已將魚類中的組胺準則設定為百萬分之50,使感測器具有足夠的靈敏度來跟蹤食品的新鮮度和安全性。