A Bioactive Carbon Nanotube-Based Ink for Printing 2D and 3D Flexible Electronics

Advanced Materials

Volumn 28, Issue 17, 2016, Pages 3280-3289

  Shin, Su Ryon ^a,b,c   Farzad, Raziyeh ^a,b   Tamayol, Ali ^a,b,c   Manoharan, Vijayan ^a,b   Mostafalu, Pooria ^a,b,c   Zhang, Yu Shrike ^a,b,c   Akbari, Mohsen ^a,b,c   Jung, Sung Mi ^d   Kim, Duckjin ^a,b   Comotto, Mattia ^a,b   Annabi, Nasim ^a,b,c,e   Al Hazmi, Faten Ebrahim ^f   Dokmeci, Mehmet R ^a,b,c   Khademhosseini, Ali ^a,b,c,f  

^a BRIGHAM AND WOMEN S HOSPITAL   (United States)

^b MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^c HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^d Department of Electrical Engineering and Computer Science   (United States)

^e Northeastern University   (United States)

^f KING ABDULAZIZ UNIVERSITY   (Saudi Arabia)

Author keywords

3D printing; biomaterials; carbon nanotubes; conductive inks; flexible electronics

Indexed keywords

3D PRINTERS; BIOMATERIALS; CARBON NANOTUBES; NANOTUBES; PRINTING; YARN;

3-D PRINTING; 3D STRUCTURE; BIOLOGICAL APPLICATIONS; CONDUCTIVE INK; ELECTRICALLY CONDUCTIVE; FLEXIBLE SUBSTRATE; MECHANICAL AND ELECTRICAL PROPERTIES; PRINTED PATTERNS;

FLEXIBLE ELECTRONICS;

CARBON NANOTUBE; DNA; GELATIN; HYALURONIC ACID; INK; POLYETHYLENE TEREPHTHALATE;

CHEMISTRY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; HYDROGEL; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; THREE DIMENSIONAL PRINTING;

DNA; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; GELATIN; HYALURONIC ACID; HYDROGELS; INK; MICROSCOPY, ELECTRON, SCANNING; NANOTUBES, CARBON; POLYETHYLENE TEREPHTHALATES; PRINTING, THREE-DIMENSIONAL;

EID: 84964665882     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201506420     Document Type: Article

References (71)

1. a) A. M. Gaikwad, G. L. Whiting, D. A. Steingart, A. C. Arias, Adv. Mater. 2011, 23, 3251;
2. b) D.-H. Kim, N. Lu, R. Ghaffari, J. A. Rogers, NPG Asia Mater. 2012, 4, 15;
3. c) F. Garnier, R. Hajlaoui, A. Yassar, P. Srivastava, Science 1994, 265, 1684;
4. d) X. Duan, T. M. Fu, J. Liu, C. M. Lieber, Nano Today 2013, 8, 351.
5. a) N. Lu, D.-H. Kim, Soft Robotics 2014, 1, 9;
6. b) G. S. Jeong, D. H. Baek, H. C. Jung, J. H. Song, J. H. Moon, S. W. Hong, I. Y. Kim, S. H. Lee, Nat. Commun. 2012, 3, 977.
7. S. Jung, J. H. Kim, J. Kim, S. Choi, J. Lee, I. Park, T. Hyeon, D. H. Kim, Adv. Mater. 2014, 26, 4825.
8. D. H. Kim, N. Lu, R. Ma, Y. S. Kim, R. H. Kim, S. Wang, J. Wu, S. M. Won, H. Tao, A. Islam, K. J. Yu, T. I. Kim, R. Chowdhury, M. Ying, L. Xu, M. Li, H. J. Chung, H. Keum, M. McCormick, P. Liu, Y. W. Zhang, F. G. Omenetto, Y. Huang, T. Coleman, J. A. Rogers, Science 2011, 333, 838.
9. T. Cheng, Y. Zhang, W. Y. Lai, W. Huang, Adv. Mater. 2015, 27, 3349.
10. R. C. Webb, A. P. Bonifas, A. Behnaz, Y. Zhang, K. J. Yu, H. Cheng, M. Shi, Z. Bian, Z. Liu, Y. S. Kim, W. H. Yeo, J. S. Park, J. Song, Y. Li, Y. Huang, A. M. Gorbach, J. A. Rogers, Nat. Mater. 2013, 12, 938.
11. a) D. Son, J. Lee, S. Qiao, R. Ghaffari, J. Kim, J. E. Lee, C. Song, S. J. Kim, D. J. Lee, S. W. Jun, S. Yang, M. Park, J. Shin, K. Do, M. Lee, K. Kang, C. S. Hwang, N. Lu, T. Hyeon, D. H. Kim, Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 397;
12. b) A. H. Najafabadi, A. Tamayol, N. Annabi, M. Ochoa, P. Mostafalu, M. Akbari, M. Nikkhah, R. Rahimi, M. R. Dokmeci, S. Sonkusale, B. Ziaie, A. Khademhosseini, Adv. Mater. 2014, 26, 5823.
13. a) J. Zang, S. Ryu, N. Pugno, Q. Wang, Q. Tu, M. J. Buehler, X. Zhao, Nat. Mater. 2013, 12, 321;
14. b) C. F. Guo, T. Sun, Q. Liu, Z. Suo, Z. Ren, Nat. Commun. 2014, 5, 3121;
15. c) W. Deng, X. Zhang, H. Pan, Q. Shang, J. Wang, J. Jie, Sci. Rep. 2014, 4, 5358.
16. E. B. Secor, P. L. Prabhumirashi, K. Puntambekar, M. L. Geier, M. C. Hersam, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1347.
17. J. T. Muth, D. M. Vogt, R. L. Truby, Y. Menguc, D. B. Kolesky, R. J. Wood, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2014, 26, 6307.
18. E. B. Secor, S. Lim, H. Zhang, C. D. Frisbie, L. F. Francis, M. C. Hersam, Adv. Mater. 2014, 26, 4533.
19. A. E. Jakus, E. B. Secor, A. L. Rutz, S. W. Jordan, M. C. Hersam, R. N. Shah, ACS Nano 2015, 9, 4636.
20. K. Sun, T. S. Wei, B. Y. Ahn, J. Y. Seo, S. J. Dillon, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2013, 25, 4539.
21. H. L. Hsu, I. J. Teng, Y. C. Chen, W. L. Hsu, Y. T. Lee, S. J. Yen, H. C. Su, S. R. Yeh, H. Chen, T. R. Yew, Adv. Mater. 2010, 22, 2177.
22. K. Y. Chun, Y. Oh, J. Rho, J. H. Ahn, Y. J. Kim, H. R. Choi, S. Baik, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 853.
23. a) K. Kordas, T. Mustonen, G. Toth, H. Jantunen, M. Lajunen, C. Soldano, S. Talapatra, S. Kar, R. Vajtai, P. M. Ajayan, Small 2006, 2, 1021;
24. b) H. Koo, W. Lee, Y. Choi, J. Sun, J. Bak, J. Noh, V. Subramanian, Y. Azuma, Y. Majima, G. Cho, Sci. Rep. 2015, 5, 14459;
25. c) H. Okimoto, T. Takenobu, K. Yanagi, Y. Miyata, H. Shimotani, H. Kataura, Y. Iwasa, Adv. Mater. 2010, 22, 3981.
26. S. R. Shin, H. Bae, J. M. Cha, J. Y. Mun, Y.-C. Chen, H. Tekin, H. Shin, S. Farshchi, M. R. Dokmeci, X. Tang, A. Khademhosseini, ACS Nano 2012, 6, 362.
27. C. Lynam, S. E. Moulton, G. G. Wallace, Adv. Mater. 2007, 19, 5.
28. J. V. Veetil, K. Ye, Biotechnol. Prog. 2009, 25, 709.
29. X. Xiong, C. L. Chen, P. Ryan, A. A. Busnaina, Y. J. Jung, M. R. Dokmeci, Nanotechnology 2009, 20, 295302.
30. J. W. Nichol, S. T. Koshy, H. Bae, C. M. Hwang, S. Yamanlar, A. Khademhosseini, Biomaterials 2010, 31, 5536.
31. S. Giraudier, D. Hellio, M. Djabourov, V. Larreta-Garde, Biomacromolecules 2004, 5, 1662.
32. S. R. Shin, S. M. Jung, M. Zalabany, K. Kim, P. Zorlutuna, S. B. Kim, M. Nikkhah, M. Khabiry, M. Azize, J. Kong, K. T. Wan, T. Palacios, M. R. Dokmeci, H. Bae, X. S. Tang, A. Khademhosseini, ACS Nano 2013, 7, 2369.
33. S. S. Karajanagi, H. Yang, P. Asuri, E. Sellitto, J. S. Dordick, R. S. Kane, Langmuir 2006, 22, 1392.
34. Y. Liu, X. Liu, X. Wang, Nanoscale Res. Lett. 2011, 6, 22.
35. Z. Zhou, H. Kang, M. L. Clarke, S. H. Lacerda, M. Zhao, J. A. Fagan, A. Shapiro, T. Nguyen, J. Hwang, Small 2009, 5, 2149.
36. S. R. Shin, C. K. Lee, I. So, J. H. Jeon, T. M. Kang, C. Kee, S. I. Kim, G. M. Spinks, G. G. Wallace, S. K. Kim, Adv. Mater. 2008, 20, 5.
37. M. Hughes, G. M. Spinks, Adv. Mater. 2005, 17, 4.
38. W. Huang, S. Taylor, K. Fu, D. Zhang, T. W. Hanks, A. M. Rao, Y.-P. Sun, Nano Lett. 2002, 2, 311.
39. F. Torrisi, T. Hasan, W. Wu, Z. Sun, A. Lombardo, T. S. Kulmala, G.-W. Hsieh, S. Jung, F. Bonaccorso, P. J. Paul, D. Chu, A. C. Ferrari, ACS Nano 2012, 6, 2992.
40. B. S. Shim, W. Chen, C. Doty, C. Xu, N. A. Kotov, Nano Lett. 2008, 8, 4151.
41. E. Garcia-Tunon, S. Barg, J. Franco, R. Bell, S. Eslava, E. D'Elia, R. C. Maher, F. Guitian, E. Saiz, Adv. Mater. 2015, 27, 1688.
42. B. G. Compton, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2014, 26, 5930.
43. a) H. Onoe, T. Okitsu, A. Itou, M. Kato-Negishi, R. Gojo, D. Kiriya, K. Sato, S. Miura, S. Iwanaga, K. Kuribayashi-Shigetomi, Nat. Mater. 2013, 12, 584;
44. b) E. Brouzes, M. Medkova, N. Savenelli, D. Marran, M. Twardowski, J. B. Hutchison, J. M. Rothberg, D. R. Link, N. Perrimon, M. L. Samuels, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 14195;
45. c) M. Yamada, R. Utoh, K. Ohashi, K. Tatsumi, M. Yamato, T. Okano, M. Seki, Biomaterials 2012, 33, 8304.
46. W. J. Hyun, S. Lim, B. Y. Ahn, J. A. Lewis, C. D. Frisbie, L. F. Francis, ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 12619.
47. M. D. Lima, N. Li, M. Jung de Andrade, S. Fang, J. Oh, G. M. Spinks, M. E. Kozlov, C. S. Haines, D. Suh, J. Foroughi, S. J. Kim, Y. Chen, T. Ware, M. K. Shin, L. D. Machado, A. F. Fonseca, J. D. Madden, W. E. Voit, D. S. Galvao, R. H. Baughman, Science 2012, 338, 928.
48. M. Akbari, A. Tamayol, V. Laforte, N. Annabi, A. H. Najafabadi, A. Khademhosseini, D. Juncker, Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 4060.
49. a) M. Kharaziha, M. Nikkhah, S. R. Shin, N. Annabi, N. Masoumi, A. K. Gaharwar, G. Camci-Unal, A. Khademhosseini, Biomaterials 2013, 34, 6355;
50. b) M. Kharaziha, S. R. Shin, M. Nikkhah, S. N. Topkaya, N. Masoumi, N. Annabi, M. R. Dokmeci, A. Khademhosseini, Biomaterials 2014, 35, 7346.
51. M. Park, J. Im, M. Shin, Y. Min, J. Park, H. Cho, S. Park, M. B. Shim, S. Jeon, D. Y. Chung, J. Bae, U. Jeong, K. Kim, Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 803.
52. a) M. E. Kozlov, R. C. Capps, W. M. Sampson, V. H. Ebron, J. P. Ferraris, R. H. Baughman, Adv. Mater. 2005, 17, 4;
53. b) J. N. Barisci, M. Tahhan, G. G. Wallace, S. Badaire, T. Vaugien, M. Maugey, P. Poulin, Adv. Mater. 2004, 14, 6.
54. Q. Liu, Q. Shi, H. WAng, Q. Zhang, Y. Li, RSC Adv. 2015, 5, 6.
55. A. N. Volkov, L. V. Zhigilei, ACS Nano 2010, 4, 6187.
56. a) M. Abdul Kafi, W. A. El-Said, T. H. Kim, J. W. Choi, Biomaterials 2011, 33, 731;
57. b) K. Y. Baik, S. Y. Park, K. Heo, K. B. Lee, S. Hong, Small 2011, 7, 741;
58. c) S. Namgung, T. Kim, K. Y. Baik, M. Lee, J. M. Nam, S. Hong, Small 2011, 7, 56.
59. A. Venkatanarayanan, T. E. Keyes, R. J. Forster, Anal. Chem. 2013, 85, 2216.
60. A. Szabo, C. Perri, A. Csato, G. Giordano, D. Vuono, J. B. Nagy, Mater. Today 2010, 3, 38.
61. C. K. Lee, S. R. Shin, J. Y. Mun, S. S. Han, I. So, J. H. Jeon, T. M. Kang, S. I. Kim, P. G. Whitten, G. G. Wallace, G. M. Spinks, S. J. Kim, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5116.
62. C. K. Lee, S. R. Shin, S. H. Lee, J. H. Jeon, I. So, T. M. Kang, S. I. Kim, J. Y. Mun, S. S. Han, G. M. Spinks, G. G. Wallace, S. J. Kim, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2470.
63. a) H. P. Cong, X. C. Ren, P. Wang, S. H. Yu, Sci. Rep. 2012, 2, 613;
64. b) A. Tamayol, M. Akbari, N. Annabi, A. Paul, A. Khademhosseini, D. Juncker, Biotechnol. Adv. 2013, 31, 669.
65. T. Jungst, W. Smolan, K. Schacht, T. Scheibel, J. Groll, Chem. Rev. 2015, DOI: 10.1021/acs.chemrev.5b00303.
66. C. Zhu, T. Y. Han, E. B. Duoss, A. M. Golobic, J. D. Kuntz, C. M. Spadaccini, M. A. Worsley, Nat. Commun. 2015, 6, 6962.
67. M. K. Shin, B. Lee, S. H. Kim, J. A. Lee, G. M. Spinks, S. Gambhir, G. G. Wallace, M. E. Kozlov, R. H. Baughman, S. J. Kim, Nat. Commun. 2012, 3, 650.
68. a) J. F. Campbell, M. E. Napier, S. W. Feldberg, H. H. Thorp, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 8861;
69. b) M. Zheng, A. Jagota, E. D. Semke, B. A. Diner, R. S. McLean, S. R. Lustig, R. E. Richardson, N. G. Tassi, Nat. Mater. 2003, 2, 338;
70. c) C. Zamora-Ledezma, L. Buisson, S. E. Moulton, G. Wallace, C. Zakri, C. Blanc, E. Anglaret, P. Poulin, Langmuir 2013, 29, 10247.
71. X. Zhen, G. Chao, Mater. Today 2015, 18, 12.