Technological Integration in Printed Electronics

Conventional electronics requires the use of numerous deposition techniques (e.g. chemical vapor deposition, physical vapor deposition, and photolithography) with demanding conditions like ultra-high vacuum, elevated temperature and clean room facilities. In the last decades, printed electronics (PE) has proved the use of standard printing techniques to develop electronic devices with new features such as, large area fabrication, mechanical flexibility, environmental friendliness and—potentially—cost effectiveness. This kind of devices is especially interesting for the popular concept of the Internet of Things (IoT), in which the number of employed electronic devices increases massively. Because of this trend, the cost and environmental impact are gradually becoming a substantial issue. One of the main technological barriers to overcome for PE to be a real competitor in this context, however, is the integration of these non-conventional techniques between each other and the embedding of these devices in standard electronics. This chapter summarizes the advances made in this direction, focusing on the use of different techniques in one process flow and the integration of printed electronics with conventional systems

Optimization of a Handwriting Method by an Automated Ink Pen for Cost-Effective and Sustainable Sensors

In this work, we present a do-it-yourself (DIY) approach for the environmental-friendly fabrication of printed electronic devices and sensors. The setup consists only of an automated handwriting robot and pens filled with silver conductive inks. Here, we thoroughly studied the fabrication technique and different optimized parameters. The best-achieved results were 300 mΩ/sq as sheet resistance with a printing resolution of 200 µm. The optimized parameters were used to manufacture fully functional electronics devices: a capacitive sensor and a RFID tag, essential for the remote reading of the measurements. This technique for printed electronics represents an alternative for fast-prototyping and ultra-low-cost fabrication because of both the cheap equipment required and the minimal waste of materials, which is especially interesting for the development of cost-effective sensors.TUM Graduate School and by the European Commission through the fellowship H2020-MSCA-IF-2017-794885-SELFSEN

Fully Transparent Gas Sensor Based on Carbon Nanotubes

In this paper, we demonstrate the feasibility of realization of transparent gas sensors based on carbon nanotubes (CNTs). Both sensing layer and electrodes consist of CNTs deposited by spray deposition. The transparent sensor—with a transmittance higher than 60% in both sensing layer and electrodes—is characterized towards NH3 and CO2 and compared with a reference sensor with the same active layer but evaporated Au electrodes. In particular, the sensitivity towards NH3 is virtually identical for both reference and transparent sensors, whereas the transparent device exhibits higher sensitivity to CO2 than the reference electrode. The effect of the spacing among consecutive electrodes is also studied, demonstrating that a wider spacing in fully CNT based sensors results in a higher sensitivity because of the higher sensing resistance, whereas this effect was not observed in gold electrodes, as their resistance can be neglected with respect to the resistance of the CNT sensing layer. Overall, the transparent sensors show performance comparable—if not superior—to the traditionally realized ones, opening the way for seamlessly integrated sensors, which do not compromise on quality.This work has been partially supported by the fellowship H2020-MSCA-IF-2017-794885-SELFSENS and the TUM Graduate Schoo

Fabrication of low cost and low impact RH and temperature sensors for the Internet of Environmental-Friendly Things

Given the increasing number of connected devices as a consequence of the Internet of Things (IoT) revolution, the issue of the removal and recycling of electronics is becoming more and more urgent. In this context, biodegradable electronics is expected to be one of the biggest technological revolutions to tackle this problem. Following this direction, in this work we present the fabrication and characterization of temperature and humidity sensors based on biodegradable materials with the goal of making their removal easier as well as reducing their environmental impact. In particular, these multi-sensing devices were fabricated following a screen-printing process using a carbon-based paste and a conjugated polymer, both on paper and on a water soluble substrate. The results are more than promising and show how with our biodegradable sensors it is possible to obtain a sensitivity of 1 dec/20%RH to moisture content and around 0.04%/°C sensitivity to temperature. It is demonstrated that the simplicity and flexibility of the fabrication approach followed in this work paves the way to a set of new “green” IoT nodes that could be extended to wide range of sensing applications

KiDS-450: cosmological constraints from weak lensing peak statistics – I. Inference from analytical prediction of high signal-to-noise ratio convergence peaks

This paper is the first of a series of papers constraining cosmological parameters with weak lensing peak statistics using ∼ 450 deg2 of imaging data from the Kilo Degree Survey (KiDS-450). We measure high signal-to-noise ratio (SNR: ν) weak lensing convergence peaks in the range of 3 < ν < 5, and employ theoretical models to derive expected values. These models are validated using a suite of simulations. We take into account two major systematic effects, the boost factor and the effect of baryons on the mass–concentration relation of dark matter haloes. In addition, we investigate the impacts of other potential astrophysical systematics including the projection effects of large-scale structures, intrinsic galaxy alignments, as well as residual measurement uncertainties in the shear and redshift calibration. Assuming a flat Λ cold dark matter model, we find constraints for S8=σ8(Ωm/0.3)0.5=0.746+0.046−0.107S8=σ8(Ωm/0.3)0.5=0.746−0.107+0.046 according to the degeneracy direction of the cosmic shear analysis and Σ8=σ8(Ωm/0.3)0.38=0.696+0.048−0.050Σ8=σ8(Ωm/0.3)0.38=0.696−0.050+0.048 based on the derived degeneracy direction of our high-SNR peak statistics. The difference between the power index of S8 and in Σ8 indicates that combining cosmic shear with peak statistics has the potential to break the degeneracy in σ8 and Ωm. Our results are consistent with the cosmic shear tomographic correlation analysis of the same data set and ∼2σ lower than the Planck 2016 results

Luigi Settembrini. Periodico letterario educativo mensile. A. 2, n.1(1892)-A. 3, n.10(1894)

A.2, n.1(nov.1892): G. Olivieri, Ad Antonio Bartolini, P. 1-2 ; G. Olivieri, Prospero Viani, P. 2-11; R. Sabbatini, Ancora Quom o Quum?, P. 11-2 ; Pensieri del Settembrini, P. 12-3 ; E. Perito, Ad nubem, P. 13; F. Lagrance, Dell’educazione fisica, p. 14-15 ; Cronaca dell’Istituto L. Settembrini, P. 15-6.A. 2, n. 2(dic. 1892): G. Lanzalone, La morale nell’arte, P. 17-23 ; B. ( dal Bibliografo), Per i libri di testo nelle scuole elementari, P. 23-5 ; V. Notari, In Gutembergium artis typograficae inventorem, P. 25; Progressi della navigazione aerea, P. 26-8 ; Pensieri del Settembrini, P. 28-9 ; Il nostro concorso, P. 29 ; G. Lanzalone, La prima pioggia d’autunno, P. 30-1A. 2, n.3(gen. 1893): Bonghi, Una lettera del Bonghi, P. 33-4 ; G. Lanzalone, Ancora della morale nell’arte, P. 34-8 ; Pensieri del Settembrini, P. 38-9 ; C. Arlìa, Buon dì e tre anguille, P. 39-41 ; G. Lanzalone , All’amico G. Olivieri , P. 42-3 ; P. Lioy, Bagni e villeggiature, P. 43-5.A. 2, n. 4(feb. 1893): C. A. Alemagna, Per la morale nell’arte, P. 49-55.A. 2, n. 5(mar. 1893): R. Sabbatini, L’epistola di Saffo a Faone, P. 65-6 ; G. Lanzalone, Il drammaturgo(caricatura), P. 66-7 ; G. Lanzalone, Ancora per la morale dell’arte, P. 67-70 ; F. De Falco, Un’altra lettera!, P. 71-2 ; Il Settembrini, Per una petizione al Parlamento, P. 72; E. Perito, A mia sorella morta, P. 73-4.A. 2, n.6(apr. 1893): Il Settembrini, Petizione al Parlamento, P. 81-3 ; C. Arlia, Noterelle filologiche, P. 84-5 ; G. Bigoni, Ricordi Picentini (2 sonetti), P. 85 ; C. A. Alemagna, Lettera con annotazioni, P. 86-90 ; V. Caputo, Il giuramento, P. 90-1 ; A. Buscaino Campo, Il piè fermo di Dante, P. 92-3.A.2, n.7(apr. 1893): G. Lanzalone, Professori e maestri, P. 97-9 ; il Settembrini, Petizione al Parlamento, P. 100-2 ; Lista delle adesioni, P. 102-4 ; Guido Bigoni, Domenica Rusticana, P. 105 ; Pensieri del Settembrini, P. 105-7 ; Dal Gazzettino d’oro, Utili varietà, P. 107-8 ; G. Lanzalone, Al maggiore Vincenzo Notari, P. 108 ; V. Notarius, Risposta, P. 109 ; F. Accinelli, La poesia della vita, P. 109-10.A. 2, n.8(giu. 1893): C. Arlìa, Noterelle filologiche, P. 113-16 ; Guido Bigoni, La quercia del Tasso, P. 116 ; G. Lanzalone, La ginnastica con la neve, P. 116-17 ; Luigi Settembrini, Una lettera inedita di L. Settembrini, P. 118-19 ; V. Notaro, In Ariostum, P. 119 ; L’arte di respirare, P. 120-21 ; F. De Falco, Il suicidio e la religione, P. 122-24.A.2, n.9/10(lug.-ago. 1893): R. Mariano, Ad un banchetto nunziale, P. 129-132 ; G. Lanzalone, A Cristoforo Colombo, P. 132-34 ; C. Arlìa, Note filologiche, P. 135-36 ; G. Olivieri, Il terzo libro della vita di G. Cristo, P. 136-39 ; F. Persico, La pace, P. 140-41 ; L. A. Villari, Cesare Dalbono, P. 141-45.A.2, n.11/12(sett.-ott. 1893): Luigi Settembrini, Una lettera inedita di L. Settembrini, P. 153-54 ; A. De Leo, Vite di illustri salernitani, P. 154-62 ; G. Franciosi, I sogni, P. 162-63 ; A. Frabasile, Bozzetti ellenici, P. 164-70 ; L. A. Villari , Errori Giudiziari, P. 171-75 ; G. Lanzalone, Verismo, P. 175-76.A.3,n.1/2 (nov.-dic. 1893): M. Giordano, La pubblica educazione e l’ateismo, P. 1-4 ; il Settembrini, Concorso, P. 4 ; Per una forca conservata in un museo, P. 5 ; G. Lanzalone, L’Ora presente, P. 5 ; C. Mariano Pilar, Silvio Spaventa, P. 6-19 ; C. Arlìa, Note filologiche, P. 20-1 ; G. Grammatica, Ideale, P. 22 ; G. Olivieri, Funesta rimembranza, P. 31-2 ; G. Olivieri, La notte della vigilia del Natale, P. 32.A.3, n.3/4(gen.-feb. 1894): G. Lanzalone, E la nostra petizione?, P. 33-5 ; Dall’albo di Luigi Antonio Villari, P. 36 ; G. Olivieri, Una visita inaspettata, P. 37-46 ; A. Frabasile, Alla signora G. P., P. 47 ; M. Giordano, Il Governo, i Municipi e l’istruzione religiosa, P. 48-53 ; G. Lanzalone, Esercizi militari, P. 53 ; C. Arlìa, Note filologiche, P. 54 ; G. Lanzalone, Un dubbio proposto al prof. Sabbadini, P. 54-5 ; G. L., Risultato del passato concorso e concorso nuovo, P. 55-6 ; R. Galdi, Epistola di Catullo ad Ortalo, P. 57.A.3, n.5/6(mar-apr 1894): G. Lanzalone, Dell’educazione nelle scuole classiche, P. 65-70 ; G. L., Un epigramma di Leone XIII, P. 70-1 ; V. Caputo, Vita di borso, P. 72-6 ; C. Arlìa, Note filologiche, P. 76-7 ; G. Lanzalone, Amore, P. 78 ; Aniello Gaeta, Dulcissime Rerum, P. 79-81 ; Francesco De Falco, La duchessa Ravaschieri e il dormitorio, P. 81-2 ; Carmine Zottoli, Risultato del passato concorso e concorso nuovo, P. 82-6.A.3, n. 7/8(mag. – giu 1894): C. Arlìa, Note filologiche, P. 97-8 ; G. Lanzalone, Per il 1°Maggio, P. 98-101 ; M. Giordano, La libertà d’insegnamento e di coscienza, P. 101-10 ; L. A. Villari, Il capitano Tim- Tim, P. 111- 15 ; C. A. Alemagna, L’opera recente di Herbert Spencer, P. 115-16 ; Nicc. Castagna, Sospiro, P. 116 ; G. Cuomo, Sovra un passo del carme “I Sepolcri”, P. 117-20.A.3, n.9(lug. 1894): Concorso nuovo, P. 125 ; C. Arlìa, Note filologiche, P. 126-27 ; Il manicomio dei genii, P. 127 ; G. Lanzalone, Elena, P. 128 ; Giovanni Cuomo, Nunzio del giorno, P. 128-29 ; Giovanni Manfredi, Ofelia, P. 129 ; G. Lanzalone, Da Anacreonte, P. 139.A.3, n.10(ago. 1894): R. Sabbadini, L’anno della nascita di Gasparino Barziza, P. 141-42 ; G. Lanzalone, Il Discredito dei versi, P. 142-46 ; C. Arlìa, Note filologiche, P. 147-48 ; E. Perito, L’ultima rosa d’estate, P. 148 ; D’Aloja, L’arte e la critica, P. 149-51 ; Epigrammi, P. 151-52

Influenza dell'attivita fisica sull'accumulo eritrocitario di proteine correlate all'insorgenza di malattie neurodegenerative.

L’ invecchiamento è caratterizzato da un progressivo danno al DNA caratterizzato da un’alterata omeostasi cellulare. Contribuisce al danno del DNA uno squilibrio nello stato ossidativo della cellula, con un conseguente aumento della produzione di specie reattive dell’ossigeno, accompagnato da un calo di efficienza dei sistemi di smaltimento anche proteico. Una ridotta funzionalità nei sistemi regolatori, in particolare quelli proteolitici, causa un accumulo di proteine strutturalmente anomale e ciò risulta correlato all’insorgenza ed alla progressione di diverse malattie croniche, quali diabete e malattie cardiovascolari. Tra le “proteinopatie” correlate ai processi di invecchiamento, assumono particolare rilevanza le patologie neurodegenerative, accomunate da alti livelli di stress ossidativo, infiammazione cronica, nonché dall’accumulo di aggregati proteici insolubili costituiti da β-amiloide, proteina tau o α-sinucleina. Diverse patologie neurodegenerative sono caratterizzate dall’accumulo e dall’aggregazione di almeno una specifica proteica tra quelle citate. Ad esempio, nella malattia di Alzheimer, si ritrovano alti livelli di β-amiloide e proteina tau rispettivamente a livello extracellulare ed intracellulare, mentre nella malattia di Parkinson sono alti i livelli di α-sinucleina a livello dei neuroni dopaminergici. Inoltre, vi sono proteinopatie che risultano caratterizzate da eteroaggregati, in cui, in particolare la α-sinucleina interagisce a livello strutturale con la β-amiloide o la proteina tau. Tali omo- ed etero-aggregati si ritrovano, sia a livello centrale che periferico, anche decenni prima dell’insorgenza di sintomi clinici di decadimento cognitivo e/o motorio. Per quanto riguarda i fenomeni di neurodegenerazione correlati all’invecchiamento, oltre ai fattori genetici, i fattori ambientali sembrano giocare un ruolo fondamentale. Tra questi, la regolare attività fisica, in particolare, sembra esercitare una potente azione antiossidante ed antinfiammatoria in grado di incrementare i sistemi proteolitici. Su modelli animali di patologie neurodegenerative, il regolare esercizio fisico è risultato in grado di diminuire i livelli di aggregati proteici a livello centrale. Su tali basi, lo scopo di questa tesi è stato quello di valutare l’accumulo di β-amiloide, proteina tau e α-sinucleina a livello dei globuli rossi di soggetti che svolgono e che non svolgono regolare attività fisica. I globuli rossi sono tra i primi tipi cellulari a subire le conseguenze di uno stato ossidativo alterato, quindi risultano essere elementi importantissimi per studi di biomarker e diagnosi precoci. Sono stati raccolti campioni di sangue da 106 volontari sani, suddivisi in due distinte categorie caratterizzate da un diverso grado di allenamento fisico ed è stato evidenziato che i livelli di α-sinucleina e β-amiloide differiscono nei due gruppi. Dai campioni di sangue, sono stati separati i globuli rossi tramite diverse centrifugazioni. A scopo puramente qualitativo, una parte del campione di globuli è stata poi usata per individuare la presenza di alfa sinucleina e β-amiloide tramite separazione elettroforetica in SDS-PAGE-western blotting. In accordo con quanto riportato in letteratura, l’analisi ha confermato quantità di α-sinucleina e β-amiloide rilevabili nei globuli rossi. Inoltre, mediante dosaggi immunoenzimatici specifici, è stata effettuata la quantificazione della α-sinucleina, sia in forma totale che oligomerica, nonché della β-amiloide. I dati raccolti sono stati sottoposti ad analisi statistica, mediante il programma StatView, comprensivo di analisi della varianza (ANOVA) per valutare le differenze inter-gruppo, t test per valutare le differenze quando si considerano solo 2 gruppi, ed analisi di regressione lineare per correlare i livelli delle proteine misurate con il grado di attività fisica dei soggetti. Le analisi dei dati hanno dimostrato una diminuzione dei livelli eritrocitari di α-sinucleina totale con l’età nella popolazione totale e nei soggetti che praticano regolare attività fisica. Al contrario, livelli eritrocitari di β-amiloide sembrano aumentare col progredire dell’età. Per quanto riguarda la forma oligomerica invece, non vi è alcuna correlazione tra la sua concentrazione nei globuli rossi e l’età. Per quanto riguarda l’influenza dell’attività fisica, i livelli eritrocitari di α-sinucleina totale e β-amiloide non mostrano differenze significative nella popolazione totale di atleti rispetto a quella dei sedentari. E’ stata riscontrata, tuttavia, una differente modulazione dell’attività fisica sui livelli delle due proteine in relazione all’età stessa dei soggetti. Di particolare rilevanza risulta l’accumulo eritrocitario di α-sinucleina e β-amiloide nei soggetti sedentari caratterizzati da un’età media maggiore. Tali dati suggeriscono che i livelli dell’α-sinucleina e β-amiloide possono essere modulati dall’attività fisica, modulazione più evidente con il crescere dell’età. Dato lo stretto legame fra invecchiamento e malattie neurodegenerative, la scoperta di stili di vita capaci di contrastare, proprio in età matura, l’aumento di livelli di proteina “rischiose” rappresenta un dato importante per cercare di ridurre l’insorgenza di queste patologie. Inoltre i dati di questo studio suggeriscono i livelli di proteine quali α-sinucleina e β-amiloide quali marker dello stato di invecchiamento cellulare e confermano i benefici esercitati da un’attività fisica regolare. Studi sono in corso nel laboratorio per analizzare la correlazione tra i livelli periferici di queste proteine e quelle contenute nel liquor cefalorachidiano