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具有高分辨率信息标签的固体墨水激光图案化

2024-03-07 15:13:52  来源:搜狐    

背景介绍

喷墨打印的光学信息标签通常有助于对产品进行标记、跟踪或验证,然而,这需要基板预处理、油墨优化和较高的打印精度/分辨率。喷墨打印纳米银墨水可制作电子电路,喷墨打印荧光墨水可制作信息标签。

 

 

研究亮点

Max-Planck-Institute of Colloids and Interfaces的Felix F. Loeffler团队报告了一种基于固体聚合物墨水的激光驱动沉积的打印方法,该方法允许在各种基板上打印而无需预处理。由于沉积工艺的精度<1µm,因此可以引入具有重叠斑点的子位置的概念。这使得高分辨率荧光标签具有低至15µm(444444个点cm−2)的可比点对点距离,以及基于低分辨率荧光成像的快速机器学习支持的读数。此外,印刷的聚合物墨点的限定厚度可以用于制造多通道信息标签。附加信息可以存储在不同的荧光通道中,或者存储在独立于荧光的标签的隐藏形貌通道中。相关成果以“Solid Ink Laser Patterning for High-Resolution Information Labels with Supervised Learning Readout”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。

图文解析

 

 

图1 A) 在基板上打印。比例尺2mm。B)不同基板上印刷的荧光团掺杂聚合物微二维码的荧光扫描。比例尺500µm。

 

 

图2 同一二维码的不同打印模式,在标准显微镜玻璃上达到不同的图案尺寸。A) 通过区域转移模式进行大规模打印(比例尺500µm)。B) 使用单聚合物点转印的中等尺寸打印(比例尺100µm)。C、 D)通过引入子位置概念,可以实现更高的分辨率(比例尺50µm)。

 

 

图3 在标准显微镜玻璃上印有子位置概念的微型二维码。A) 使用支持向量机算法自动读取子位置模式的数据。B) 不同子位置偏移和间距的精度研究。C) 具有40µm间距的不同子位置偏移的示例。D) 带有子位置概念的二维码,印刷偏移量为6µm,间距为30µm(顶部)和40µm(底部)。比例尺A:30µm,C和D:50µm。

 

 

图4 A) 玻璃上的两级信息标签。宏观排列生成QR码图案,并且各个子位置对附加信息层进行编码。在此设置ASCII字符串的起始点。制造间距为45,偏移量为8µm,激光功率为50.5 mW,照射时间为400µs,延迟时间为5 ms。比例尺:100µm。B) 玻璃上的两个荧光团图案,在两个独立的荧光通道中存储用子位置编码的ASCII文本。该图案以55µm的间距、9µm的子位置偏移、82.6 mW的激光功率、5 ms的延迟时间和400µs的照射时间打印。比例尺:100µm。

 

 

图5 A) 玻璃上的双通道信息存储。A)玻璃上的单通道信息存储。荧光和形貌层可以用于将信息正交编码到聚合物微盆中。B) 左图:荧光通道(532 nm激发)。右图:具有完整聚合物图案高度信息的地形通道,并在通过阈值方法提取第二信息层之后(设置为表面最低点上方99 nm)。传输参数为40µm间距、10µm子位置偏移、63.9 mW激光功率、400µs照射时间和5 ms延迟时间。比例尺:50µm。

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