Engineered Elastomer Substrates for Guided Assembly of Complex 3D Mesostructures by Spatially Nonuniform Compressive Buckling

Advanced Functional Materials

Volumn 27, Issue 1, 2017, Pages

  Nan, Kewang ^a   Luan, Haiwen ^b   Yan, Zheng ^c   Ning, Xin ^c   Wang, Yiqi ^c   Wang, Ao ^b,d   Wang, Juntong ^a   Han, Mengdi ^e   Chang, Matthew ^c   Li, Kan ^b   Zhang, Yutong ^a   Huang, Wen ^c   Xue, Yeguang ^b   Huang, Yonggang ^b   Zhang, Yihui ^d   Rogers, John A ^c  

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

^b Northwestern University   (United States)

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

^d TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

^e PEKING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

3D mesostructures; compressive buckling; soft elastomers; strain engineering

Indexed keywords

CONDUCTING POLYMERS; ELASTOMERS; FILMS; FUNCTIONAL MATERIALS; PLASTICS; STRAIN;

COMPRESSIVE BUCKLING; ELASTOMERIC SUBSTRATES; ELECTRO-ACTIVE POLYMERS; ENGINEERED ELASTOMERS; MESOSTRUCTURES; SOFT ELASTOMERS; STRAIN ENGINEERING; STRETCHABLE ELECTRONICS;

SUBSTRATES;

EID: 84995921810     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201604281     Document Type: Article

References (66)

1. V. B. Shenoy, D. H. Gracias, MRS Bull. 2012, 37, 847.
2. P. F. Damasceno, M. Engel, S. C. Glotzer, Science 2012, 337, 453.
3. N. B. Crane, O. Onen, J. Carballo, Q. Ni, R. Guldiken, Microfl. Nanofl. 2013, 14, 383.
4. W. L. Noorduin, A. Grinthal, L. Mahadevan, J. Aizenberg, Science 2013, 340, 832.
5. M. Huang, F. Cavallo, F. Liu, M. G. Lagally, Nanoscale 2011, 3, 96.
6. H. Zhang, X. Yu, P. V. Braun, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 277.
7. J. H. Pikul, H. G. Zhang, J. Cho, P. V. Braun, W. P. King, Nat. Commun. 2013, 4, 1732.
8. K. Sun, T.-S. Wei, B. Y. Ahn, J. Y. Seo, S. J. Dillon, J. A. Lewis, Adv. Mater. 2013, 25, 4539.
9. L. Pan, G. Yu, D. Zhai, H. R. Lee, W. Zhao, N. Liu, H. Wang, B. C.-K. Tee, Y. Shi, Y. Cui, Z. Bao, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2012, 109, 9287.
10. K. A. Arpin, A. Mihi, H. T. Johnson, A. J. Baca, J. A. Rogers, J. A. Lewis, P. V. Braun. Adv. Mater. 2010, 22, 1084.
11. J. Li, G. Liang, X. Zhu, S. Yang, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2980.
12. C. M. Soukoulis, M. Wegener, Nat. Photonics 2011, 5, 523.
13. W. Zhang, F. Ding, S. Y. Chou, Adv. Mater. 2012, 24, OP236.
14. W. Zhang, F. Ding, W.-D. Li, Y. Wang, J. Hu, S. Y. Chou, Nanotechnology 2012, 23, 225301.
15. D. Bishop, F. Pardo, C. Bolle, R. Giles, V. Aksyuk, J. Low Temp. Phys. 2012, 169, 386.
16. R. J. Wood, Am. Sci. 2014, 102, 124.
17. Z. Fan, H. Razavi, J.-W. Do, A. Moriwaki, O. Ergen, Y.-L. Chueh, P. W. Leu, J. C. Ho, T. Takahashi, L. A. Reichertz, S. Neale, K. Yu, M. Wu, J. W. Ager, A. Javey, Nat. Mater. 2009, 8, 648.
18. B. Y. Ahn, E. B. Duoss, M. J. Motala, X. Guo, S.-I. Park, Y. Xiong, J. Yoon, R. G. Nuzzo, J. A. Rogers, J. A. Lewis, Science 2009, 323, 1590.
19. W. Huang, X. Yu, P. Froeter, R. Xu, P. Ferreira, X. Li, Nano Lett. 2012, 12, 6283.
20. D. Grimm, C. C. B. Bufon, C. Deneke, P. Atkinson, D. J. Thurmer, F. Schaffel, S. Gorantla, A. Bachmatiuk, O. G. Schmidt, Nano Lett. 2013, 13, 213.
21. B. Tian, J. Liu, T. Dvir, L. Jin, J. H. Tsui, Q. Qing, Z. Suo, R. Langer, D. S. Kohane, C. M. Lieber, Nat. Mater. 2012, 11, 986.
22. T. G. Leong, C. L. Randall, B. R. Benson, N. Bassik, G. M. Stern, D. H. Gracias, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 703.
23. M. Yu, Y. Huang, J. Ballweg, H. Shin, M. Huang, D. E. Savage, M. G. Lagally, E. W. Dent, R. H. Blick, J. C. Williams, ACS Nano 2011, 5, 2447.
24. J.-H. Lee, C. Y. Koh, J. P. Singer, S.-J. Jeon, M. Maldovan, O. Stein, E. L. Thomas, Adv. Mater. 2014, 26, 532.
25. X. Zheng, H. Lee, T. H. Weisgraber, M. Shusteff, J. DeOtte, E. B. Duoss, J. D. Kuntz, M. M. Biener, Q. Ge, J. A. Jackson, S. O. Kucheyev, N. X. Fang, C. M. Spadaccini, Science 2014, 344, 1373.
26. J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, E. Ulin-Avila, D. A. Genov, G. Bartal, X. Zhang, Nature 2008, 455, 376.
27. J.-H. Cho, M. D. Keung, N. Verellen, L. Lagae, V. V. Moshchalkov, P. V. Dorpe, D. H. Gracias, Small 2011, 7, 1943.
28. E. T. Filipov, T. Tachi, G. H. Paulino, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, 12321.
29. M. Eidini, G. H. Paulino, Sci. Adv. 2015, 1, e1500224.
30. S. Babaee, J. Shim, J. C. Weaver, E. R. Chen, N. Patel, K. Bertoldi, Adv. Mater. 2013, 25, 5044.
31. J. T. B. Overvelde, T. A. de Jong, Y. Shevchenko, S. A. Becerra, G. M. Whitesides, J. C. Weaver, C. Hoberman, K. Bertoldi, Nat. Commun. 2016, 7, 10929.
32. Y. Klein, E. Efrati, E. Sharon, Science 2007, 315, 1116.
33. J. Kim, J. A. Hanna, M. Byun, C. D. Santangelo, R. C. Hayward, Science 2012, 335, 1201.
34. E. Hawkes, B. An, N. M. Benbernou, H. Tanaka, S. Kim, E. D. Demaine, D. Rus, R. J. Wood, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 12441.
35. T. H. Ware, M. E. McConney, J. J. Wie, V. P. Tondiglia, T. J. White, Science 2015, 347, 982.
36. R. J. Jackman, J. L. Wilbur, G. M. Whitesides, Science 1995, 269, 664.
37. J. A. Rogers, R. J. Jackman, G. M. Whitesides, J. Microelectromech. Syst. 1997, 6, 184.
38. N. Bassik, G. M. Stern, D. H. Gracias, Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 091901.
39. O. G. Schmidt, K. Eberl, Nature 2001, 410, 168.
40. X. Guo, H. Li, B. Y. Ahn, E. B. Duoss, K. J. Hsia, J. A. Lewis, R. G. Nuzzo, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 20149.
41. C. Py, P. Reverdy, L. Doppler, J. Bico, B. Roman, C. N. Baroud, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 156103.
42. A. Yamada, F. Niikura, K. Ikuta, J. Micromech. Microeng. 2008, 18, 025035.
43. L. L. Lebel, B. Aissa, M. A. E. Khakani, D. Therriault, Adv. Mater. 2010, 22, 592.
44. A. S. Gladman, E. A. Matsumoto, R. G. Nuzzo, L. Mahadevan, J. A. Lewis, Nat. Mater. 2016, 15, 413.
45. M. A. Skylar-Scott, S. Gunasekaran, J. A. Lewis, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2016, 113, 6137.
46. S. Xu, Z. Yan, K.-I. Jang, W. Huang, H. Fu, J. Kim, Z. Wei, M. Flavin, J. McCracken, R. Wang, A. Badea, Y. Liu, G. Zhou, J. Lee, H. U. Chung, H. Cheng, W. Ren, A. Banks, X. Li, U. Paik, R. G. Nuzzo, Y. Huang, Y. Zhang, J. A. Rogers, Science 2015, 347, 154.
47. Y. Zhang, Z. Yan, K. Nan, D. Xiao, Y. Liu, H. Luan, H. Fu, X. Wang, Q. Yang, J. Wang, W. Ren, H. Si, F. Liu, L. Yang, H. Li, J. Wang, X. Guo, H. Luo, L. Wang, Y. Huang, J. A. Rogers, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2015, 112, 11757.
48. Z. Yan, F. Zhang, J. Wang, F. Liu, X. Guo, K. Nan, Q. Lin, M. Gao, D. Xiao, Y. Shi, H. Luan, J. H. Kim, Y. Wang, H. Luo, M. Han, Y. Huang, Y. Zhang, J. A. Rogers, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 2629.
49. A. M. Abdullah, K. Nan, J. A. Rogers, K. J. Hsia, Extre. Mech. Lett. 2016, 7, 34.
50. Y. Liu, Z. Yan, Q. Lin, X. Guo, M. Han, K. Nan, K.-C. Hwang, Y. Huang, Y. Zhang, J. A. Rogers, Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 2909.
51. A. Goriely, M. Nizette, M. Tabor, J. Nonlinear Sci. 2001, 11, 3.
52. Y. Sun, W. M. Choi, H. Jiang, Y. Y. Huang, J. A. Rogers, Nat. Nanotechnol. 2006, 1, 201.
53. H. Jiang, Y. Sun, J. A. Rogers, Y. Huang, Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 133119.
54. H. Jiang, Y. Sun, J. A. Rogers, Y. Huang, Int. J. Solids Struct. 2008, 45, 2014.
55. J. Song, H. Jiang, W. M. Choi, D. Y. Khang, Y. Huang, J. A. Rogers, J. Appl. Phys. 2008, 103, 014303.
56. S. Wang, J. Xiao, J. Song, H. C. Ko, K.-C. Hwang, Y. Huang, J. A. Rogers, Soft Matter 2010, 6, 5757.
57. Y. Su, J. Wu, Z. Fan, K.-C. Hwang, J. Song, Y. Huang, J. A. Rogers, J. Mech. Phys. Solids 2012, 60, 487.
58. 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. 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.
59. W.-H. Yeo, Y.-S. Kim, J. Lee, A. Ameen, L. Shi, M. Li, S. Wang, R. Ma, S. H. Jin, Z. Kang, Y. Huang, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2013, 25, 2773.
60. S. Yao, Y. Zhu, Nanoscale 2014, 6, 2345.
61. J. Kim, A. Banks, H. Cheng, Z. Xie, S. Xu, K.-I. Jang, J. W. Lee, Z. Liu, P. Gutruf, X. Huang, P. Wei, F. Liu, K. Li, M. Dalal, R. Ghaffari, X. Feng, Y. Huang, S. Gupta, U. Paik, J. A. Rogers, Small 2015, 11, 906.
62. M. Melzer, M. Kaltenbrunner, D. Makarov, D. Karnaushenko, D. Karnaushenko, T. Sekitani, T. Someya, O. G. Schmidt, Nat. Commun. 2015, 6, 6080.
63. K.-I. Jang, H. U. Chung, S. Xu, C. H. Lee, H. Luan, J. Jeong, H. Cheng, G.-T. Kim, S. Y. Han, J. W. Lee, J. Kim, M. Cho, F. Miao, Y. Yang, H. N. Jung, M. Flavin, H. Liu, G. W. Kong, K. J. Yu, S. I. Rhee, J. Chung, B. Kim, J. W. Kwak, M. H. Yun, J. Y. Kim, Y. M. Song, U. Paik, Y. Zhang, Y. Huang, J. A. Rogers, Nat. Commun. 2015, 6, 6566.
64. N. Matsuhisa, M. Kaltenbrunner, T. Yokota, H. Jinno, K. Kuribara, T. Sekitani, T. Someya, Nat. Commun. 2015, 6, 7461.
65. A. C. Myers, H. Huang, Y. Zhu, RSC Adv. 2015, 5, 11627.
66. B. Xu, A. Akhtar, Y. Liu, H. Chen, W.-H. Yeo, S. I. Park, B. Boyce, H. Kim, J. Yu, H.-Y. Lai, S. Jung, Y. Zhou, J. Kim, S. Cho, Y. Huang, T. Bretl, J. A. Rogers, Adv. Mater. 2016, 28, 4462.