Forskningsområdet för bärbar elektronik är fortfarande relativt ungt och det finns ett stort behov av utveckling av nya material inom området. Olika typer av kompositer är mycket intressanta och de ska uppvisa såväl hög hållfasthet som goda ledande egenskaper. I detta avseende är silkes fibroin och MXene mycket intressanta utgångsmaterial eftersom silkestrådarna kan ge en struktur med god jonledningsförmåga och god flexibilitet och MXene kan bidra med hög styvhet och god elektrisk ledningsförmåga. Med detta som bakgrund beslöts att undersöka om kompositer av silkestrådar och MXene kan användas i kompositer som kan användas i bärbar elektronik. 3 olika typer av hydrogeler studerades och de innehöll silkes fibroin med 0, 1 och 5% MXene. De egenskaper som utvärderades var struktur, mekaniska egenskaper, stabilitet i vatten, bionedbrytbarhet och både statisk och dynamisk ledningsförmåga. Resultaten visar att de tillverkade nanokompositerna har lovande förutsättningar inom området eftersom en kombination av silkes fibroin med 5 % MXene har god stabilitet, konduktivitet och en hög och stabil Gauge-faktor. / As the research area of wearable electronics is still relatively new, material science with this focus opens plenty of unexplored fields. That is why a study characterizing the unexplored composite system of silk fibroin and MXene (Silk/MXene) was conducted. These two biocompatible materials are complementary with regard to the requirements for wearable electronics materials. Silk fibroin dispose an ionic conductivity and solid flexibility, while MXene brings mechanical strength and significant increase of electrical conductivity. The reinforced hydrogel materials were studied at two concentrations of fillers, 1% and 5% and compared to pristine silk fibroin. All three materials were studied from the point of view of their structure, mechanical properties, behaviour in aqueous environment, biodegradability and electrical conductivity, both static and dynamic. Nanocomposite systems of silk fibroin and MXene have shown a potential for being used in the intended application area, as Silk/MXene 5% film displays good stability, conductivity with high andstable Gauge factor.

Atrial fibrillation is a cardiac condition in which the heart rate is abnormally fast and/or irregular. While not yet proven to be fatal on its own, it severely increases the probability of developing further medical conditions including a five times higher risk of getting stroke. The prevalence has, over the past decades, increased significantly across the world and was in 2014 approximated at roughly 2% in the European population. Though, this number is expected to further increase in the coming years and decades. Therefore, in order to reduce suffering and save lives, it is vital that there is an efficient way of treating this condition. Current treatment methods include medicine, cardioversion, and tissue ablation. This thesis focuses on tissue ablation, more particularly cryoballoon ablation, which is a minimally invasive procedure in which a cryoballoon catheter is guided through a blood vessel (generally accessed through an incision made in the groin area) to the heart. When inside the atrial chambers the balloon can be inflated, put into contact with the faulty tissue and then be injected with liquid nitrous oxide which vaporizes and freezes said tissue isolating the currents causing the irregular heartbeat. This thesis aims to attach flexible electronics to the outside of the cryoballoon, which should then be able to inform the operator that adequate contact has been achieved before freezing, thereby increasing the probability of successful ablation. Three prototypes were created using polyurethane balloons, flexible circuit boards and a biocompatible, flexible cyanoacrylate adhesive. The flexible circuit boards were arranged in different patterns for each prototype to see which configuration would best suit the application. It was found that narrow strips (single trace) aligned axially and spaced evenly along the circumference best accomplished the goal. The traces did, however, not adhere as well to the balloon as was hoped which likely was due to user error during the gluing procedure but a further investigation may be desired to ensure that the materials and adhesive are compatible. / Förmaksflimmer är ett hjärtfel som gör att hjärtslagen blir ovanligt snabba och/eller oregelbundna. Trots att det inte bevisats vara direkt dödligt än, ökar det kraftigt risken för att utveckla ytterligare medicinska besvär, bland annat fem gånger större risk att drabbas av stroke. Utbredningen av förmaksflimmer har under de senaste decennierna ökat avsevärt över hela världen och under 2014 uppskattades det att ungefär 2 % av den europeiska befolkning var drabbade. Den här siffran förväntas dock fortsätta öka under de kommande åren och decennierna. Därför, för att i största mån lindra smärta samt förhindra dödsfall, är det mycket viktigt att det finns ett effektivt sätt att behandla tillståndet. I nuläget innefattas behandling av medicin, elektrokonvertering eller vävnadsablation. Det här examensarbetet fokuserar på ablation, närmare bestämt kryoballongsablation, vilket är ett minimalinvasivt ingrepp som innebär att en kryoballongskateter förs in genom en blodådra (ofta via ett snitt i ljumsken) in i hjärtat. Väl inne i förmakskammarna kan ballongen blåsas upp, läggas emot den felaktiga vävnaden och sedan fyllas med flytande kväveoxid som förångas och fryser vävnaden vilket isolerar strömmarna som ger upphov till den felaktiga hjärtrytmen. Målet med det här examensarbetet är att fästa flexibla kretskort på utsidan av dessa kryoballonger, vilka då ska kunna känna av fysisk kontakt med vävnaden och informera operatören om detta innan frysningen sker. Därmed bör sannolikheten för lyckad ablation öka. Tre prototyper tillverkades med polyuretanballonger, flexibla kretskort och ett biokompatibelt, flexibelt cyanoakrylatlim. Kretskorten arrangerades i olika mönster för respektive prototyper för att undersöka vilken konfiguration som skulle passa ändamålet bäst. Det visade sig att smala kretskort placerade längs med ballongen axiellt och jämnt utspridda längs med omkretsen gav bäst resultat. Däremot höll inte limmet så bra som förväntat vilket troligtvis handlar om användarfel vid limningen men en vidare utredning kan vara att önska för att säkerställa att limmet är kompatibelt med övriga material.

The promising role resistive random-access memory (RRAM) plays in the imminent reality of wearable electronics calls for a new, updated physical model of their operating mechanism. Their high applicability as the next-generation flexible non-volatile memory (NVM) devices has promoted the recent emergence of a novel ultra-thin (< 5nm) organic/inorganic hybrid dielectric RRAM. A deep understanding of their resistive switching (RS) behavior is required to unlock their suitability in future electronics applications. However, the extremely reduced thicknesses bring about new challenges in terms of material characterization sample processing, while the RS observations through electrical characterization techniques lack uniformity in the key switching parameters, thus hindering the identification of any clear trends.  This work studies the RS mechanism in ultra-thin Al/Hf-hybrid/Ni RRAM devices through uniformity-improved electrical observations. First, the focus is to implement a ramped-pulse train method during the reset process to reduce the dispersion of the voltage and resistance fluctuations at different starting voltage amplitudes and pulse widths. After finding the optimal electrical programming conditions for reduced parameter dispersions, a temperature test was performed to study the contributions of the metal ions and oxygen vacancies (V2+) in the switching layer. Finally, a physical model describing the operating mechanism in flexible RRAM is proposed after the close observation and study of the processed devices. The model is based on the coexistence of a hetero-metallic portion composed of Al and Hf3Al2, and a V2+ portion connected to form the hybrid conducting filament (CF) and turning the device on. The CF forming processes emphasize the strong presence of these vacancies partaking in RS, as the temperature dependence results suggest the majority of their concentration to be generated during this step. Also, the different electrical potential, temperature, and concentration gradients influencing the V2+ migration during RS may explain some of the failure mechanisms in the rupture and the re-forming of the filament. Additionally, the possible presence of a thin Al-oxide layer in the Al/Hf-hybrid interface may give a reason for leaky on-states. A detailed physical model of the RS mechanism in next-generation flexible RRAMs is key to learn to unlock a range of emerging technologies fitted to today’s needs. / Den senaste introduktionen av ultratunn (<5 nm) organisk-oorganisk hybrid dielektrisk RRAM som nästa generations icke-flyktiga minnesenheter kräver en djup förståelse för hybridskiktresistiv växling (RS). Den extremt reducerade tjockleken hindrar emellertid deras bearbetbarhet för materialkarakteriseringstekniker. Dessutom hindrar den dåliga enhetligheten i viktiga omkopplingsparametrar fortfarande i RRAM att alla trender kan definieras tydligt genom elektrisk karakterisering. Detta arbete använder elektrisk manipulation genom en RPS-metod (ramped-pulse series) för att förbättra spännings- och motståndsfluktuationerna i återställningsprocessen för ultratunna Al/Hf-hybrid/Ni-enheter vid olika spänningsamplitud, pulsbredd och temperaturförhållanden. Från de erhållna RPS-optimerade resultaten föreslås en ny och detaljerad fysisk modell som beskriver driftsmekanismen. Samexistensen i den ledande filamenten (CF) av en hybridmetalldel, sammansatt av Al och Hf3Al2, och en syrevakansdel bekräftas. Vår modell betonar vakansbidraget i RS, där majoriteten genereras under CF-formningsprocessen och deltar i olika grad i filamentbrottet för RPS och ingen RPS-bearbetade enheter via Joule-uppvärmning, drift och Fick-krafter. Dessutom förklaras kopplingsfelhändelser baserat på närvaron av ett Al2O3-lager i Al/Hf-hybridgränssnittet.