Electronically programmable, reversible shape change in two- and three-dimensional hydrogel structures

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 11, 2013, Pages 1541-1546

  Yu, Cunjiang ^a   Duan, Zheng ^b   Yuan, Peixi ^c   Li, Yuhang ^e   Su, Yewang ^d,e   Zhang, Xun ^a   Pan, Yuping ^b   Dai, Lenore L ^b   Nuzzo, Ralph G ^c   Huang, Yonggang ^e   Jiang, Hanqing ^b   Rogers, John A ^c  

^a University of Illinois at Urbana Champaign   (United States)

^b Arizona State University   (United States)

^c UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^d TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

^e Northwestern University   (United States)

Author keywords

hydrogels; non uniform deformation; programmable shape; stretchable electrode meshes

Indexed keywords

COMPLIANT ELECTRODES; HEMISPHERICAL SHELLS; HYDROGEL STRUCTURE; INTEGRATION APPROACH; NON-UNIFORM DEFORMATION; POLY(N-ISOPROPYL ACRYLAMIDE) (PNIPAM); PROGRAMMABLE SHAPE; STRETCHABLE ELECTRODES;

ACRYLIC MONOMERS; THREE DIMENSIONAL;

HYDROGELS;

ACRYLAMIDE DERIVATIVE; BAYSILON; DIMETICONE; POLY(N ISOPROPYLACRYLAMIDE); POLY(N-ISOPROPYLACRYLAMIDE); POLYMER;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRODE; ELECTRONICS; EQUIPMENT; HYDROGEL; TEMPERATURE;

ACRYLAMIDES; DIMETHYLPOLYSILOXANES; ELECTRODES; ELECTRONICS; HYDROGEL; POLYMERS; TEMPERATURE;

EID: 84875184985     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201204180     Document Type: Article

References (40)

1. Y. Osada, H. Okuzaki, H. Hori, Nature 1992, 355, 242.
2. Z. B. Hu, X. M. Zhang, Y. Li, Science 1995, 269, 525.
3. A. Richter, D. Kuckling, S. Howitz, T. Gehring, K. F. Arndt, J. Microelectromech. Syst. 2003, 12, 748.
4. A. Sidorenko, T. Krupenkin, A. Taylor, P. Fratzl, J. Aizenberg, Science 2007, 315, 487.
5. G. H. Kwon, Y. Y. Choi, J. Y. Park, D. H. Woo, K. B. Lee, J. H. Kim, S.-H. Lee, Lab Chip 2010, 10, 1604.
6. X. B. Zhang, C. L. Pint, M. H. Lee, B. E. Schubert, A. Jamshidi, K. Takei, H. Ko, A. Gillies, R. Bardhan, J. J. Urban, M. Wu, R. Fearing, A. Javey, Nano Lett. 2011, 11, 3239.
7. V. Chan, J. H. Jeong, P. Bajaj, M. Collens, T. Saif, H. Kong, R. Bashir, Lab Chip 2012, 12, 88.
8. P. Techawanitchai, M. Ebara, N. Idota, T. A. Asoh, A. Kikuchi, T. Aoyagi, Soft Matter 2012, 8, 2844.
9. L. Yeghiazarian, S. Mahajan, C. Montemagno, C. Cohen, U. Wiesner, Adv. Mater. 2005, 17, 1869.
10. S. Maeda, Y. Hara, T. Sakai, R. Yoshida, S. Hashimoto, Adv. Mater. 2007, 19, 3480.
11. J. C. Nawroth, H. Lee, A. W. Feinberg, C. M. Ripplinger, M. L. McCain, A. Grosberg, J. O. Dabiri, K. K. Parker, Nat. Biotechnol. 2012, 30, 792.
12. K. Lee, S. A. Asher, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9534.
13. J. D. Debord, S. Eustis, S. B. Debord, M. T. Lofye, L. A. Lyon, Adv. Mater. 2002, 14, 658.
14. Y. Iwayama, J. Yamanaka, Y. Takiguchi, M. Takasaka, K. Ito, T. Shinohara, T. Sawada, M. Yonese, Langmuir 2003, 19, 977.
15. L. M. Bonanno, L. A. DeLouise, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 573.
16. N. Massad-Ivanir, G. Shtenberg, T. Zeidman, E. Segal, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 2269.
17. C. Chen, Y. H. Zhu, H. Bao, P. Zhao, H. L. Jiang, L. M. Peng, X. L. Yang, C. Z. Li, Soft Matter 2011, 7, 915.
18. Y. Liu, Y. X. Yuan, J. K. Ma, L. Cui, R. G. Huang, J. P. Gao, J. Mater. Chem. 2011, 21, 19233.
19. J. T. Zhang, L. L. Wang, J. Luo, A. Tikhonov, N. Kornienko, S. A. Asher, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9152.
20. K. Dusek, D. Patterso, J. Polym. Sci. Part A-2: Polym. Phys. 1968, 6, 1209.
21. T. Tanaka, D. Fillmore, S. T. Sun, I. Nishio, G. Swislow, A. Shah, Phys. Rev. Lett. 1980, 45, 1636.
22. D. J. Beebe, J. S. Moore, J. M. Bauer, Q. Yu, R. H. Liu, C. Devadoss, B. H. Jo, Nature 2000, 404, 588.
23. D. Hlushkou, R. K. Perdue, R. Dhopeshwarkar, R. M. Crooks, U. Tallarek, Lab Chip 2009, 9, 1903.
24. L. Dong, A. K. Agarwal, D. J. Beebe, H. Jiang, Nature 2006, 442, 551.
25. X. Zeng, H. Jiang, Appl. Phys. Lett. 2008, 93.
26. Z. Ding, B. Ziaie, Appl. Phys. Lett. 2009, 94.
27. R. F. Shepherd, F. Ilievski, W. Choi, S. A. Morin, A. A. Stokes, A. D. Mazzeo, X. Chen, M. Wang, G. M. Whitesides, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 20400.
28. A. W. Feinberg, A. Feigel, S. S. Shevkoplyas, S. Sheehy, G. M. Whitesides, K. K. Parker, Science 2007, 317, 1366.
29. J. Kim, J. A. Hanna, M. Byun, C. D. Santangelo, R. C. Hayward, Science 2012, 335, 1201.
30. H. G. Schild, Prog. Polym. Sci. 1992, 17, 163.
31. C. Yu, Y. Pan, H. Ma, T. Ma, J. Zhang, Y. Song, M. Y. S. Kalani, L. Dai, H. Jiang, Macromol. Rapid Commun. 2011, 32, 820.
32. M. Shibayama, T. Tanaka, Adv. Polym. Sci. 1993, 109, 1.
33. S. Cai, Z. Suo, J. Mech. Phys. Solids 2011, 59, 2259.
34. D.-H. Kim, Z. Liu, Y.-S. Kim, J. Wu, J. Song, H.-S. Kim, Y. Huang, K.-C. Hwang, Y. Zhang, J. A. Rogers, Small 2009, 5, 2841.
35. D.-H. Kim, J. Viventi, J. J. Amsden, J. Xiao, L. Vigeland, Y.-S. Kim, J. A. Blanco, B. Panilaitis, E. S. Frechette, D. Contreras, D. L. Kaplan, F. G. Omenetto, Y. Huang, K.-C. Hwang, M. R. Zakin, B. Litt, J. A. Rogers, Nat. Mater. 2010, 9, 511.
36. R.-H. Kim, D.-H. Kim, J. Xiao, B. H. Kim, S.-I. Park, B. Panilaitis, R. Ghaffari, J. Yao, M. Li, Z. Liu, V. Malyarchuk, D. G. Kim, A.-P. Le, R. G. Nuzzo, D. L. Kaplan, F. G. Omenetto, Y. Huang, Z. Kang, J. A. Rogers, Nat. Mater. 2010, 9, 929.
37. J. Viventi, D.-H. Kim, J. D. Moss, Y.-S. Kim, J. A. Blanco, N. Annetta, A. Hicks, J. Xiao, Y. Huang, D. J. Callans, J. A. Rogers, B. Litt, Sci. Transl. Med. 2010, 2.
38. J.-H. Ahn, H.-S. Kim, K. J. Lee, S. Jeon, S. J. Kang, Y. Sun, R. G. Nuzzo, J. A. Rogers, Science 2006, 314, 1754.
39. M. A. Meitl, Z. T. Zhu, V. Kumar, K. J. Lee, X. Feng, Y. Y. Huang, I. Adesida, R. G. Nuzzo, J. A. Rogers, Nat. Mater. 2006, 5, 33.
40. S. Prussin, J. Electrochem. Soc. 1961, 108, C213.