Die vorliegende Arbeit ist eine Untersuchung, inwieweit die Herstellung eines kartonbasierter POCT mit Kapillaren zum Transport von Flüssigkeiten mit Hilfe von Nanocellulose und additiv gefertigten Prägewerkzeugen möglich ist. Die Nanocellulose wurde von RISE aus Schweden zur Verfügung gestellt. Rheologische Untersuchungen ergaben, dass diese mit Hilfe eines Bingham-Modells beschrieben werden können und einer Fließgrenze unterliegen. Die Nanocellulose wurde mit Hilfe der konventionellen direkten Druckverfahren Flexo-, Tief- und Siebdruck auf verschiedene Kartonsorten aufgetragen. Der Flexo- und Tiefdruck erwies sich aufgrund einer Saffman-Taylor-Instabilität als ungeeignet zur Erzeugung von homogenen Schichten. Verschiedene Untersuchungen zeigten, dass mit Hilfe des Siebdrucks unter Verwendung eines Siebs mit sehr hoher Nassfarbschichtdicke die besten Ergebnisse erzielt werden konnten. Die Nutzung von offenen Kapillaren in POCT erfordert einen möglichst geringen Kontaktwinkel. Durch das Applizieren von Nanocellulose konnte sowohl der Kontaktwinkel des Kartons auf einen geeigneten Wert reduziert werden als auch das Penetrationsverhalten insofern verändert werden, dass die Penetration einer aufgetragenen Flüssigkeit zunächst in der Nanocellulose stattfindet. Die Penetration in den Karton selbst wurde durch die Nanocellulose stark verzögert. Die Funktionalität von offenen Kapillaren konnte im Rahmen dieser Arbeit aufgrund von mangelnder Herstellgenauigkeit der additiven Fertigung und begrenzter Kartonauswahl nicht erreicht werden. Allerdings konnten mit Hilfe einer Folienkaschierung funktionelle geschlossene Kapillaren erzeugt werden, welche einen Flüssigkeitstransport durch Kapillarkräfte über eine Distanz von 25 mm ohne Penetration in den Karton ermöglichen. Dies zeigt, dass die Herstellung und Nutzung von kartonbasierten POCT theoretisch möglich ist.:Abbildungsverzeichnis X Tabellenverzeichnis XIV Abkürzungsverzeichnis XV Symbolverzeichnis XVI 1 Einleitung 19 2 Ziele 23 3 Theoretische Grundlagen 25 3.1 Nanomaterial 25 3.2 Cellulose 26 3.3 Nanocellulose 27 3.3.1 Cellulose Nanofibrillen (CNF) 28 3.3.2 Cellulose Nanokristalle (CNC) 30 3.3.3 Carboxymethyl-Cellulose (CMC) 31 3.4 Rheologie 31 3.4.1 Eigenschaften von Suspensionen mit Nanopartikeln 32 3.4.2 Bingham-Fluide 32 3.5 Druckverfahren 34 3.5.1 Siebdruck 34 3.5.2 Tiefdruck 36 3.5.3 Flexodruck 37 3.6 Prägen 38 3.7 Microfluidic Devices und Kapillaren 39 3.7.1 Geschlossene Kapillaren 40 3.7.2 Offene Kapillaren 41 3.8 Ultraschallmessung des Penetrationsverhaltens 42 4 Materialien 45 4.1 Nanocellulose 45 4.2 Druckformen 45 4.3 Bedruckstoff 46 5 Rheologische Untersuchungen der Nanocellulose 49 5.1 Vorgehensweise 49 5.1.1 Viskositätsmessung 49 5.1.2 Erfassung der Strukturerholung 50 5.2 Ergebnisse 50 5.2.1 Viskosität 50 5.2.2 Strukturerholung 52 5.2.3 Vergleich mit konventionellen Druckverfahren 53 6 Explorative Studie 55 6.1 Druckversuche 55 6.1.1 Siebdruck 55 6.1.2 Flexo- und Tiefdruck 56 6.2 Vorgehensweise der Auswertung 57 6.3 Ergebnisse und Diskussion der Druckversuche 59 6.3.1 Visuelle Homogenität der Oberfläche 59 6.3.2 Einfluss auf Bedruckstoff 62 6.3.3 Rauheit 63 6.3.4 Kontaktwinkel 65 6.3.5 Wasserfestigkeit 66 6.3.6 Penetrationsverhalten 66 6.4 Prägewerkzeuge und -versuche 73 6.5 Ergebnisse und Diskussion der Prägeversuche 76 6.6 Erkenntnisse der explorativen Studie 79 7 Weiterentwickelte Studie 81 7.1 Vorgehensweise 81 7.2 Ergebnisse 82 7.2.1 Siebdruck 83 7.2.2 Vollprägung 85 7.2.3 Reliefprägung 90 7.3 Erkenntnisse der weiterentwickelten Studie 91 7.4 Empfehlungen für weitere Studien 93 8 Zusammenfassung und Ausblick 95 Literaturverzeichnis XCVII Anhänge / The present work is an investigation into the potential of fabricating a cardboard-based POCT with capillaries for transporting fluids using nanocellulose and additive manufactured embossing tools. The nanocellulose was provided by RISE from Sweden. Rheological studies showed that they can be described using a Bingham model and are subject to a yield point. The nanocellulose was applied to various types of cardboard using the conventional direct printing processes of flexographic, gravure and screen printing. Flexo and gravure printing proved unsuitable for producing homogeneous layers due to a Saffman-Taylor instability. Various investigations showed that screen printing using a screen with a very high wet ink film thickness produced the best results. The use of open capillaries in POCT requires the lowest possible contact angle. By applying nanocellulose, it was possible to reduce the contact angle of the cardboard to a suitable value and to change the penetration behavior in that the penetration of an applied liquid first takes place in the nanocellulose. Penetration into the cardboard itself was greatly delayed by the nanocellulose. The functionality of open capillaries could not be achieved in this work due to lack of manufacturing accuracy of additive manufacturing and limited cardboard selection. However, functional closed capillaries could be created using film lamination, allowing fluid transport by capillary forces over a distance of 25 mm without penetration into the cardboard. This shows that the production and use of cardboard-based POCT is theoretically possible.:Abbildungsverzeichnis X Tabellenverzeichnis XIV Abkürzungsverzeichnis XV Symbolverzeichnis XVI 1 Einleitung 19 2 Ziele 23 3 Theoretische Grundlagen 25 3.1 Nanomaterial 25 3.2 Cellulose 26 3.3 Nanocellulose 27 3.3.1 Cellulose Nanofibrillen (CNF) 28 3.3.2 Cellulose Nanokristalle (CNC) 30 3.3.3 Carboxymethyl-Cellulose (CMC) 31 3.4 Rheologie 31 3.4.1 Eigenschaften von Suspensionen mit Nanopartikeln 32 3.4.2 Bingham-Fluide 32 3.5 Druckverfahren 34 3.5.1 Siebdruck 34 3.5.2 Tiefdruck 36 3.5.3 Flexodruck 37 3.6 Prägen 38 3.7 Microfluidic Devices und Kapillaren 39 3.7.1 Geschlossene Kapillaren 40 3.7.2 Offene Kapillaren 41 3.8 Ultraschallmessung des Penetrationsverhaltens 42 4 Materialien 45 4.1 Nanocellulose 45 4.2 Druckformen 45 4.3 Bedruckstoff 46 5 Rheologische Untersuchungen der Nanocellulose 49 5.1 Vorgehensweise 49 5.1.1 Viskositätsmessung 49 5.1.2 Erfassung der Strukturerholung 50 5.2 Ergebnisse 50 5.2.1 Viskosität 50 5.2.2 Strukturerholung 52 5.2.3 Vergleich mit konventionellen Druckverfahren 53 6 Explorative Studie 55 6.1 Druckversuche 55 6.1.1 Siebdruck 55 6.1.2 Flexo- und Tiefdruck 56 6.2 Vorgehensweise der Auswertung 57 6.3 Ergebnisse und Diskussion der Druckversuche 59 6.3.1 Visuelle Homogenität der Oberfläche 59 6.3.2 Einfluss auf Bedruckstoff 62 6.3.3 Rauheit 63 6.3.4 Kontaktwinkel 65 6.3.5 Wasserfestigkeit 66 6.3.6 Penetrationsverhalten 66 6.4 Prägewerkzeuge und -versuche 73 6.5 Ergebnisse und Diskussion der Prägeversuche 76 6.6 Erkenntnisse der explorativen Studie 79 7 Weiterentwickelte Studie 81 7.1 Vorgehensweise 81 7.2 Ergebnisse 82 7.2.1 Siebdruck 83 7.2.2 Vollprägung 85 7.2.3 Reliefprägung 90 7.3 Erkenntnisse der weiterentwickelten Studie 91 7.4 Empfehlungen für weitere Studien 93 8 Zusammenfassung und Ausblick 95 Literaturverzeichnis XCVII Anhänge

Ausgehend von der Anwendung von Folienhinterspritzprozessen für dekorative Zwecke wurde deren Nutzung für die Integration elektronischer Strukturen in Kunststoffbauteile untersucht. Die Herstellung der elektronischen Bauelemente erfolgte mittels verschiedener Druckverfahren mit elektrisch leitfähigen und dielektrischen Materialien auf Polycarbonatfolien. Im Fokus standen zum einen kapazitiv auslesbare Speicherstrukturen und zum anderen Elektrolumineszenzleuchten. Nach dem Druck wurden die bedruckten Folien z. T. verformt und hinterspritzt. In der Arbeit wird auf die Auswirkungen der Verform- und Hinterspritzprozesse eingegangen. Schwerpunktmäßig wird die elektronische bzw. optische Funktionalität der Bauelemente, die Beeinflussung durch Klimaveränderungen und die Haftfestigkeit der Folien betrachtet. Im Ergebnis konnten erstmals die Realisierbarkeit hinterspritzter elektronischer Bauelemente nachgewiesen sowie verschiedene Einflussfaktoren auf deren Funktionalität identifiziert werden. / Based on the application of film insert molding for graphic purposes, the utilization of this process for the integration of electronic devices into plastic components was examined. The manufacturing of the electronic devices was realized by applying electrical conductive and dielectric inks on polycarbonate foil by various printing processes. Capacitive data storage patterns and electroluminescent lamps are the main applications. The production sequence included the printing process, forming of the foil where required and back injection molding. The impact of forming and film insert molding was investigated. The electronic and/or optical functionality of the devices, the influence of ambient conditions like temperature or humidity and the adhesion strength of the foils were in the focus of the evaluation. As a result, the feasibility of film insert molded electronic devices could be verified and various impact factors could be identified for the first time.

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Ausgehend von der Anwendung von Folienhinterspritzprozessen für dekorative Zwecke wurde deren Nutzung für die Integration elektronischer Strukturen in Kunststoffbauteile untersucht. Die Herstellung der elektronischen Bauelemente erfolgte mittels verschiedener Druckverfahren mit elektrisch leitfähigen und dielektrischen Materialien auf Polycarbonatfolien. Im Fokus standen zum einen kapazitiv auslesbare Speicherstrukturen und zum anderen Elektrolumineszenzleuchten. Nach dem Druck wurden die bedruckten Folien z. T. verformt und hinterspritzt. In der Arbeit wird auf die Auswirkungen der Verform- und Hinterspritzprozesse eingegangen. Schwerpunktmäßig wird die elektronische bzw. optische Funktionalität der Bauelemente, die Beeinflussung durch Klimaveränderungen und die Haftfestigkeit der Folien betrachtet. Im Ergebnis konnten erstmals die Realisierbarkeit hinterspritzter elektronischer Bauelemente nachgewiesen sowie verschiedene Einflussfaktoren auf deren Funktionalität identifiziert werden. / Based on the application of film insert molding for graphic purposes, the utilization of this process for the integration of electronic devices into plastic components was examined. The manufacturing of the electronic devices was realized by applying electrical conductive and dielectric inks on polycarbonate foil by various printing processes. Capacitive data storage patterns and electroluminescent lamps are the main applications. The production sequence included the printing process, forming of the foil where required and back injection molding. The impact of forming and film insert molding was investigated. The electronic and/or optical functionality of the devices, the influence of ambient conditions like temperature or humidity and the adhesion strength of the foils were in the focus of the evaluation. As a result, the feasibility of film insert molded electronic devices could be verified and various impact factors could be identified for the first time.

<p>  </p> <p>Printed electronics (PE) is one of the fastest growing technologies in the 21^st century. Recent reports have shown that PE market will reach 4.9 billion by 2032. PE refers to additive deposition of materials to fabricate electrical circuits, interconnects, and devices. </p> <p>The quest for developing nondestructive processes that enables additive manufacturing of low-cost PEs on heat-sensitive substrates with novel functionalities has resulted in several recent developments in the field which includes investigation of selective and optical sintering processes such as photonic sintering and laser sintering, to name a few. Broadly, this dissertation is an effort to study these sintering technologies for additive manufacturing of bimodal (metal/metal, metal/inorganic, and metal/organic) printed material compositions.  </p> <p>In the first section, nondestructive sintering technologies is combined with chemical sintering to develop bimodal metallic conductive pastes for the fabrication of biodegradable and non-biodegradable printed devices for applications in food packaging and wireless smart drug delivery.</p> <p>Next, a process is developed via near-infrared (NIR) technology to enable soldering and mounting electrical components onto printed materials using low-temperature bimodal metal/organic solder pastes. The developed optimized process is used to fabricate a flexible printed hybrid device for remote assessment of the wound exudate absorption in dressings.</p> <p>Lastly, laser processing is used to fabricate an antibacterial bimodal silver containing glass ceramics coating directly on temperature-sensitive polymeric surgical meshes. The integrated bioceramic coating on the mesh exhibits long-lasting antibacterial properties against Gram-positive and Gram-negative strains of bacteria. </p> <p>The results of this dissertation will open a new route of research to fabricate low-cost devices with bimodal materials with applications in medical device, healthcare, and packaging industries. </p> <p><br></p>

We report on the detailed electrical investigation of all-inkjet-printed thin-film transistor (TFT) arrays focusing on TFT failures and their origins. The TFT arrays were manufactured on flexible polymer substrates in ambient condition without the need for cleanroom environment or inert atmosphere and at a maximum temperature of 150 °C. Alternative manufacturing processes for electronic devices such as inkjet printing suffer from lower accuracy compared to traditional microelectronic manufacturing methods. Furthermore, usually printing methods do not allow the manufacturing of electronic devices with high yield (high number of functional devices). In general, the manufacturing yield is much lower compared to the established conventional manufacturing methods based on lithography. Thus, the focus of this contribution is set on a comprehensive analysis of defective TFTs printed by inkjet technology. Based on root cause analysis, we present the defects by developing failure categories and discuss the reasons for the defects. This procedure identifies failure origins and allows the optimization of the manufacturing resulting finally to a yield improvement.

Depuis 2002 en Asie, 2005 en Europe et aux États-Unis, des éditeurs de presse écrite et des annonceurs proposent à leur lectorat équipé en téléphone portable ou en ordiphone d’accéder à des contenus et services numériques via ceux imprimés dans le journal. Ces nouvelles formes de communications brouillent les relations traditionnelles entre éditeurs de presse, annonceurs et lectorat, également mobinaute. Les enjeux techniques et politiques de ces services de communication s’étudient simultanément à trois niveaux. Le premier, physique, se situe dans la combinaison entre le papier et le terminal électronique de l’individu relié au réseau. Le deuxième, logique, se situe dans la forme (privée ou publique) de ce qui est imprimé sur le papier (langage humain ou machine) et la méthode logicielle mise en oeuvre (lecture locale ou à distance) de manière synchrone (presse augmentée) ou asynchrone (code graphique, recherche ou identification par l’image). Le troisième niveau, des contenus, consiste à s’interroger sur le sens de la surimpression de contenus et de services numériques à l’écran de l’ordiphone suivant ce qui est imprimé dans le journal. Notre étude aura par ailleurs consisté à mettre en lumière les régimes juridiques des méthodes logicielles basées d’une part sur le contenu et régies par le droit de la propriété intellectuelle, et basées d’autre part sur un langage informatique et régies par le droit des liens hypertextes. Avec un ordiphone, un titre de presse évolue d’un support d’information à un canal de communications électroniques où le contexte et l’identité de l’individu jouent un rôle innovant dans la transmission et l’accès à l’information. / Since 2002 in Asia, and 2005 in Europe and the United States, press editors and advertisers have offered access to digital content and services to readers that possess a smartphone. These new forms of communication blur the traditional relationships between press editors, advertisers and readers. To study the technical and political elements concerning these new communication services, we rely on the three-layer network approach: the physical, the logical and the content infrastructure layer. The physical layer is located between the sheet of paper and the electronic device that links the user to a network. The logical layer corresponds to the form (private or public) of what is printed on the page (i.e., human readable or machine language) and the software employed (i.e., local or distant reading), be it synchronously (augmented press) or asynchronously (graphic codes, image search or image identification). The third layer concerns the way the content from the printed page are presented on the screen of the smartphone. Our study equally aims to shed light on the current legal translations of software methods: when based on content, the methods are seen to concern intellectual property law; whereas when based on computer language they concern the laws on hyperlinks. With smartphones, a printed edition evolves from an information medium to an electronic communication channel where the context and the identity of the user play an innovative role in the transmission and access to information.

This thesis titled The Media Images of Political Leaders - 2010 Elections focuses on descriptions and depictions of Czech political leaders, Vojtěch Filip, Jiří Paroubek, Petr Nečas, Radek John and Karel Schwarzenberg in printed press. The thesis contains an introduction of the leaders and the parties which they led during the 2010 parliamentary elections. The thesis shows the differing images of the leaders in various media. It contains a quantitative content analysis of MF Dnes, Lidové noviny, Hospodářské noviny, Právo and Blesk daily newspapers in the pre-election period between 1 April and 27 May 2010, examining the frequency of informing about the leaders, differences in their presentation and attention given to each of them. The content and tone of individual articles has been examined as well. The thesis also analyses the ratios between informing about the individual leaders and other topics in each newspaper. The theoretical concept of the thesis is media communication in relation to politics. Political communication is examined from the view of the theory of political parallelism and the influence of media on politics.

En struktur analys på Ericssons MINILINK-6352 har utförts för att undersöka spänningar och deformationer på enheten, främst med fokus på de termiska gränskiktsmaterialen och buktningar av kretskortet. Dessa är viktiga aspekter när man överväger om enheten är termiska lämpad ur en mekanisk synvinkel, där god ytkontakt mellan de olika kropparna är avgörande för ordentlig kylning genom värmeledning. Analysen kräver tillräcklig materialdata till gränskiktsmaterialen och kretskortet för att kunna skapa lämpliga matematiska modeller. Enaxliga kompressionstester har genomförts för att karakterisera de hyperelastiska och viskoelastiska lagar för fyllda silikongummimaterial som används som termiska gränskiktsmaterial, som ibland kallas för gappad. Böjning av ett kretskort simulerades och jämfördes med ett tre--punkts böjtest för att verifiera om befintlig materialdata i beräkningsprogrammen var tillräcklig, jämförelsen visade god överensstämmelse. Kretskortet med dess komponenter, som modellerades som styva block, med gappads ovanpå som komprimeras av en platta simulerades och ett svagt område hittades. Detta område var sedan tidigare känt och har i ett senare skede eliminerats genom att tillsätta ytterligare en stödpelare. Därav visar denna studie en metod för att hitta intressanta regioner tidigt i konstruktionsfasen som lätt kan ändras för att uppfylla nödvändiga krav och undvika brister i konstruktionen. Arbetet har visat sig användbart genom att hitta detta svaga område i exempel produkten, arbetet ger även tillräckligt med information och exempeldata för att ytterligare utreda liknande produkter. Kombinationen av erfarenhet och simulering möjliggör smartare designval. / A structural analysis on Ericssons MINILINK-6352 has been performed in order to investigate stresses and deformations of the unit, mainly focusing on the thermal interface materials and warpage of the printed circuit boards. These are important aspects when considering if the unit is thermally adequate from a mechanical point of view, where good surface contact between various bodies are critical for proper cooling through heat conductivity. The analysis requires sufficient materal data for the interface material and the circuit board in order to create suitable mathematical models. Uniaxial compression tests have been conducted to characterise the hyperelastic and viscoelastic constitutive laws of a filled silicone rubber material used as a thermal interface material, commonly referred to as a thermal pad. Bending of a printed circuit board was simulated and compared to a three-point bend test on the circuit board in order to verify material data already available in the computational software, which showed good agreement. The entire radio unit was mechanically analysed during its sealing process. The circuit board with attached components modelled as stiff blocks with thermal pads on top compressed by plates was simulated and a weak area was found. This area in question was already known and has in a later stage been eliminated by adding an additional supporting pillar. Hence this study shows a methodology to find regions of interest at an early design phase which can easily be altered to fulfil necessary requirements and eliminate design flaws. This work has proven useful in finding weak regions in the example product, it also provides enough information and example data to further investigate similar products. The combination of experience and simulation allows for smarter design choices.

Capteur électrochimique basé sur des matériaux carbonés fonctionnalisés, pour la détection de deux micropolluants faisant partie des substances prioritaires de la Directive Cadre européenne sur l’Eau (DCE2000/60/CE) : le plomb et l’anthracène. Les capteurs électrochimiques permettent d’atteindre des limites de détection et une sélectivité adéquates pour l’analyse de micropolluants dont les concentrations sont de l’ordredu μg/L, et sont simples d’utilisation pour des analyses in situ à moindre coût comparés aux appareils d’analyses conventionnels. Leur robustesse est un paramètre important afin de permettre des mesures en continu ou semi-continu dans les eaux. Cette thèse propose tout d’abord le développement du capteur pour la détection du plomb. La formulation d’une encre conductrice de carbone est étudiée pour la sérigraphie de ’électrode réceptrice, permettant ainsi de contrôler la composition de l’encre et d’étudier l’influence de la phase carbonée sur les propriétés électrocatalytiques des électrodes. La fonctionnalisation des électrodes par greffage électrochimique d’un sel de diazonium est également étudiée afin de maîtriser la sensibilité et la reproductibilité des électrodes greffées, en contrôlant l’épaisseur et la qualité des couches. Avec cet objectif, la fonctionnalisation dans un liquide ionique protique qui permet le contrôle de la monocouche en modulant la viscosité de ce milieu a été étudiée. Les électrodes greffées montrent des performances analytiques améliorées notamment en termes de répétabilité et de reproductibilité. Enfin ce travail de thèse porte également sur le développement du capteur pour la détection électrochimique de l’anthracène, molécule sans fonctions chimiques. Les électrodes sont, dans ce cas, fonctionnalisées par un polymère à empreinte moléculaire, matériau connu pour sa très grande sélectivité. Les performances de ce capteur, dont la sélectivité est basée uniquement sur le facteur de forme de la molécule, pour la détection de l’anthracène sont alors mises en évidence. / Electrochemical sensor based on functionalized carbon materials, for the detection of two micropollutants, lead and anthracene, which are among of the priority substances of the European Framework Directive on Water(DCE 2000/60 / EC). Electrochemical sensors allow to achieve detection limits and selectivities for the analysis of micropollutants whose concentrations are of the order of μg/L. They are easy to use for in situ analyzes at lower costs compared to those of the conventional analysis equipment. Their robustness is an important parameter in order to allow continuous or semi-continuous measurements in water. First of all, this thesis proposes the development of a sensor for lead detection. The conductive carbon ink formulation is studied for the screen-printing of the receiving electrode, thus allowing to control the ink composition and to study the influence of the carbon phase on the electrocatalytic properties of electrodes. Functionalization of electrodes by electrochemical grafting of a diazonium salt is also studied in order to control the sensitivity and reproducibility of grafted electrodes, by controlling the thickness and the quality of the layers. With this aim it has been studied the functionalization in a protic ionic liquid in order to allow the control of the monolayer bymodulating the viscosity of this medium. The grafted electrodes show improved analytical performance especially in terms of repeatability and reproducibility. Finally, this work reports the development of a sensor for the electrochemical detection of anthracene, a molecule without chemical functions. In this case, a molecularly imprinted polymer, a material known for its very high selectivity, functionalizes the electrodes.Having a selectivity is only based on the form factor of the molecule, the performance of the sensor developed for the detection of anthracene is also highlighted.