Solution modification of PEDOT:PSS inks for ultrasonic spray coating

PEDOT:PSS is a high-conductivity hole-transporting polymer that is widely used in polymer and perovskite photovoltaic devices, as well as in a host of other antistatic applications. Here we show that modification of PEDOT:PSS inks using ternary solvents and by the addition of small amounts of a high molecular weight polymer make it possible to deposit highly uniform thin films via ultrasonic spray coating. Such films can be deposited using a single pass in the wet phase without the use of surfactants; a process that greatly simplifies their deposition. Using this technique we create films having thickness and roughness comparable to that of spin coated films, whilst properties such as the conductivity and stability can be improved

Low-Dimensional Conduction Mechanisms in Highly Conductive and Transparent Conjugated Polymers

Electronic conduction in conjugated polymers is of emerging technological interest for high-performance optoelectronic and thermoelectric devices. A completely new aspect and understanding of the conduction mechanism on conducting polymers is introduced, allowing the applicability of materials to be optimized. The charge-transport mechanism is explained by direct experimental evidence with a very well supported theoretical model

Design of engineered elastomeric substrate for stretchable active devices and sensors

In the field of flexible electronics, emerging applications require biocompatible and unobtrusive devices, which can withstand different modes of mechanical deformation and achieve low complexity in the fabrication process. Here, the fabrication of a mesa‐shaped elastomeric substrate, supporting thin‐film transistors (TFTs) and logic circuits (inverters), is reported. High‐relief structures are designed to minimize the strain experienced by the electronics, which are fabricated directly on the pillars' surface. In this design configuration, devices based on amorphous indium‐gallium‐zinc‐oxide can withstand different modes of deformation. Bending, stretching, and twisting experiments up to 6 mm radius, 20% uniaxial strain, and 180° global twisting, respectively, are performed to show stable electrical performance of the TFTs. Similarly, a fully integrated digital inverter is tested while stretched up to 20% elongation. As a proof of the versatility of mesa‐shaped geometry, a biocompatible and stretchable sensor for temperature mapping is also realized. Using pectin, which is a temperature‐sensitive material present in plant cells, the response of the sensor shows current modulation from 13 to 28 °C and functionality up to 15% strain. These results demonstrate the performance of highly flexible electronics for a broad variety of applications, including smart skin and health monitoring

Stretchable and transparent electrodes based on in-plane structures

Stretchable electronics has attracted great interest with compelling potential applications that require reliable operation under mechanical deformation. Achieving stretchability in devices, however, requires a deeper understanding of nanoscale materials and mechanics beyond the success of flexible electronics. In this regard, tremendous research efforts have been dedicated toward developing stretchable electrodes, which are one of the most important building blocks for stretchable electronics. Stretchable transparent thin-film electrodes, which retain their electrical conductivity and optical transparency under mechanical deformation, are particularly important for the favourable application of stretchable devices. This minireview summarizes recent advances in stretchable transparent thin-film electrodes, especially employing strategies based on in-plane structures. Various approaches using metal nanomaterials, carbon nanomaterials, and their hybrids are described in terms of preparation processes and their optoelectronic/mechanical properties. Some challenges and perspectives for further advances in stretchable transparent electrodes are also discussed. © 2015 The Royal Society of Chemistry.open0

Application of 3D Printing for Smart Objects with Embedded Electronic Sensors and Systems

Applications of a 3D printing process are presented. This process integrates liquid-state printed components and interconnects with IC chips in all three dimensions, various orientations, and multiple printing layers to deliver personalized system-level functionalities. As an example application, a form-fitting glove is demonstrated with embedded programmable heater, temperature sensor, and the associated control electronics for thermotherapeutic treatment

Flower- visitor networks and the restoration of ecological processes in tropical forests

A restauração da Mata Atlântica tem sido considerada prioridade nas iniciativas de manutenção da biodiversidade. Adicionalmente, há consenso de que os parâmetros para avaliação da restauração ecológica devem mensurar o retorno de funções ecológicas. O estudo de interações planta-visitante floral pode ser um caminho adequado para avaliar a eficiência das práticas de restauração, visto que estas interações desempenham função crítica na dinâmica e diversidade da comunidade. Variações na diversidade de espécies de plantas e de seus visitantes florais podem alterar a freqüência de interação entre as espécies, definir a estrutura das redes de interação, determinando os níveis de generalização e especialização na comunidade. Neste contexto, a tentativa de restaurar florestas tropicais pela adição de espécies arbóreas pode ter efeitos sobre a estrutura, estabelecimento de grupos funcionais e níveis de generalização na rede de interação entre flores e visitantes florais. O objetivo principal deste trabalho é o de comparar redes de interação planta-visitante floral em florestas tropicais restauradas após 5 anos do plantio das arbóreas, florestas regeneradas naturalmente e remanescentes de floresta atlântica em uma área sob domínio da Mata Atlântica no sudeste do Brasil. Para atingir esse objetivo, essas florestas foram comparadas quanto suas diversidades estruturais e funcionais em relação aos seguintes aspectos: 1) Riqueza e atributos de história de vida (formas de vida, sistemas sexuais, modos de polinização e de dispersão); 2) redes de interação plantavisitante floral; 3) Grau de generalização e especialização das redes de interação; 4) robustez quanto à perda de espécie em redes de interação, e 5) Formação de grupos funcionais seguindo características florais e de freqüência de visitas. Para cada aspecto avaliamos a contribuição das espécies plantadas. Florestas restauradas tiveram a maior riqueza de espécies em flor, porém com menor similaridade florística com outras florestas locais. A similaridade em abundâncias relativas de arbustos e lianas com outras categorias de florestas indicou a inclusão de outras formas de vida além de árvores nas florestas restauradas. Porém, a alta abundância relativa de árvores nas florestas regeneradas naturalmente também indicou o potencial de regeneração natural em florestas 15 degradadas. A maior diversidade de modos de polinização biótica e de dispersão de sementes nas florestas restauradas veio das plantas regenerantes espontaneamente. Não houve diferenças significativas quanto às métricas de redes de interação flores e visitantes entre os tratamentos, porém houve uma tendência de maior especialização dessas interações nas florestas nativas e maior robustez à perda de espécies em florestas restauradas. Além disso, plantas regenerantes espontaneamente receberam significantemente mais visitas nas florestas regeneradas naturalmente do que em florestas restauradas, sugerindo que árvores plantadas podem estar reduzindo visitação às flores da vegetação regenerante espontânea, possivelmente competindo por visitantes florais. Em relação à diversidade funcional, 21 grupos funcionais baseados em atributos florais foram estabelecidos entre todas as espécies em flor, onde as espécies da floresta restaurada dominaram três grandes grupos e a floresta nativa apresentou representantes distribuídos equitativamente pelos grupos, sem dominância. Pólen foi a variável que mais contribui para diferenciação dos grupos. As espécies plantadas formaram grupos funcionais exclusivos nas florestas restauradas, contribuindo para uma maior diversificação em atributos funcionais florais em tais comunidades, porém não mais do que a diversificação funcional trazida pelas plantas regenerantes espontaneamente. Redes de interação entre grupos funcionais de plantas e categorias taxonômicas de visitantes reforçaram que os visitantes florais parecem não seguir fielmente grupos funcionais por atributos florais. Considerando que as florestas regeneradas naturalmente apresentaram alta abundância relativa de árvores, não apresentaram diferenças significativas quanto às métricas de redes de interação planta-visitantes florais com as florestas restauradas e que a regeneração natural na região estudada ocorre em grande intensidade, sugerimos que seja dada importância relevante às plantas regenerantes espontaneamente em projetos de restauração. Cabe ressaltar que avaliamos restauração após 5 anos da implantação. Assim, todas as conclusões tiradas deste estudo necessitarão ser acompanhada em estudos futuros.Restoration of the Brazilian Atlantic Forest has been considered priority in initiatives to maintain biodiversity. Additionally, there is consensus that the parameters to evaluate restoration should address the return of ecological processes. The study of flower-visitor interactions can be a reasonable way to evaluate restoration practice, considering that these interactions have critical role in the dynamics and diversity of communities. Variations in the diversity of plant species and their flower visitors could modify frequency of interactions between species; define the structure of interaction networks, and determine generalization and specialization levels in the community as well. In this context, the attempt to restore tropical forests by planting native trees can affect the structural and functional diversity and generalization level in flower-visitor networks. The main objective of this research is to compare flower-visitor networks in 5-year-old restored forests, naturally regenerated forests and native forests in an Atlantic Forest domain in southeastern Brazil. We compared these forests in relation to: 1) Richness of species and life history traits (growth form, sexual system, biotic pollination modes and dispersal modes); 2) Flower-visitor networks; 3) Generalization and specialization levels in ecological networks; 4) Robustness to species loss in ecological networks; and 5) Functional groups by floral traits and visitation frequencies of flower visitors. We evaluated the contribution of planted species on each of these aspects. Restored forests had the highest floristic richness of species in flower, but little floristic similarity with other native local forests. Similarity in the relative abundance of shrubs and lianas among habitat categories indicated the possibility of annexation of other life forms than trees in restored forests. But the presence of high relative abundance of trees in the naturally regenerated forests also indicated the potential of natural regeneration of the degraded forests. Biotic pollination and dispersal modes tended to be more diverse in restored forests, but it comes as a result of the addition of spontaneously regenerated plants to this forest. There were no significant differences in the metrics of flower-visitor networks between forest categories, although there was a trend towards high specialization of 17 interactions between flower and visitors in native forests and high robustness of species loss in restored forests. In addition, spontaneously regenerated plants received significantly more visits in the naturally regenerated forests than in restored forests, suggesting that the planted trees may reduce the visitation to the spontaneously regenerated vegetation, possibly by competing for flower visitors. With regard to functional diversity, 21 functional groups based on floral traits were recognized when all species in flower was pooled. Species of restored forests were dispersed mainly among three groups, while species from native forests were spread among all groups with almost the same number of species per group. Pollen was the variable that most contributed for grouping species. Planted trees species formed exclusive functional groups, contributing for higher diversification of floral trait to the community. However, this diversification was not higher than provided by spontaneous regenerated plants. Interaction networks between plant functional groups and taxonomic categories of flower visitors ensured that flower visitors do not seem to follow the grouping formed by floral traits. Considering that naturally regenerated forests had high relative abundance of trees, were not different from restored forests in relation to network metrics and that natural regeneration was intense in the region, we suggest paying relevant attention to spontaneous regenerated plants in restoration projects. We would like to point out that we evaluated five-year-old restored forests and there is still need to track these forests in the future

Infrastructure and project urban regeneration .

A demanda para a ampliação da cobertura das redes de infraestrutura em regiões metropolitanas e o consequente aumento de exigências por suas melhorias de qualidade - especialmente em processo de desenvolvimento - permitem uma forma característica de compreensão a respeito de como certos benefícios e limitações físicas e econômicas acabam por regular o destino de áreas urbanizadas. Projetos de regeneração urbana, em geral, buscam responder por essa demanda por melhoramentos, não só no ambiente físico urbano, mas também na cobertura e qualidade dos serviços infraestruturais. Esses projetos objetivam reestruturar e reutilizar uma parte considerada decadente de uma área urbanizada no sentido de regular, reviver ou reinstalar maior vitalidade econômica no local em que se inserem. Dessa forma, esse renovado sistema urbano deve perdurar e ser capaz de permanecer diverso e produtivo através do tempo. Entretanto, a criação de guetos e enclaves diferenciados, em locais em geral carentes de infraestruturas fundamentais e em regiões onde estas são minimamente distribuídas no território urbano, tende a criar uma demanda que rapidamente é respondida e logo superada, com uma forte propensão a perder as qualidades intencionadas, que geraram a defasagem inicial em comparação ao tecido ordinário que os cercam. Contudo, o efeito perverso dessas iniciativas é a criação de uma superdemanda que acaba neutralizando os benefícios primeiros da iniciativa de regeneração urbana, como que configurando uma tendência a um efeito de dissolução dos enclaves diferenciados. O efeito resultante seria a homogeneização das carências, fazendo com que as limitações em escala e qualidade da operação de redes infraestruturais sejam replicadas e redistribuídas na malha urbana, sem que a solução localizada (no âmbito do perímetro da iniciativa de regeneração) efetivamente solucione o problema local e permaneça vantajoso através do tempo. Devido à heterogeneidade na rede de carências e benefícios no território da metrópole de São Paulo, soluções tópicas como as propostas em projetos de regeneração tenderiam rapidamente a ter suas qualidades e diferenças dissolvidas no grid urbano. Dessa forma, a hipótese desta pesquisa é a de que projetos de renovação urbana em cidades em desenvolvimento, que integram melhorias em relação à cobertura e qualidade de infraestrutura urbana - diferenciadas em relação ao entorno -, tendem a perder as qualidades intrínsecas que os diferenciam, sendo os seus benefícios atenuados e dissipados no território metropolitano. Por conseguinte, impõe-se como condição fundamental de preenchimento dos objetivos da regeneração, que se garantam condições equânimes de acesso à infraestrutura urbana na área de influência da intervenção.The demand for the expansion of urban infrastructure coverage and the consequential increase of requests for quality improvements of networks in metropolitan areas, especially in developing countries, shapes a distinctive approach as to understand in what way certain benefits or limitations can ventually regulate the future of urban areas. Urban regeneration projects generally seek to account for the demand for network improvements, not only in the urban physical environment, but also in the coverage and quality of infrastructure services. These rojects aim to restructure and reuse a part of an urban area that is considered decadent, so to regulate, revive or reinstall greater economic vitality in its location. Thus, this new urban system must subsist and be able to remain diverse and productive over time. However, the creation of distinguished enclaves in regions that generally lack basic infrastructure, and or where this is minimally distributed in the urban territory, tend to rapidly meet the demand and soon after surpass it, with a strong propensity to loose the qualities that generated their initial intentions. Nevertheless, the perverse effect of these initiatives is the creation of a \'super-demand\' that neutralises the very first benefits of urban regeneration enterprises, as if setting a tendency of dissolution of these segregated enclaves. Where the limitations in scale and or quality of infrastructure networks are replicated and redistributed n the built environment, the net effect of these processes would be the dissemination of scarcity, making the purposes of the localised solution unattainable (within the perimeter of the regeneration initiative) and making it implausible to turn the enterprise advantageous over time. Due to the heterogeneity of the mesh of needs and benefits within the Metropolitan Region of São Paulo - the largest metropolis in South America - topical solutions such as those proposed in regeneration projects tend to have their qualities and differences rapidly dissolved in the urban grid. Thus, the hypothesis of this research is that urban renewal projects in developing cities that encompasses improvements over the coverage and quality of urban infrastructure - differentiated in relation to its surrounding environment - tend to lose its intrinsic qualities that would differentiate them in the first place, causing their expected benefits to be overcome and dissipated into the metropolitan territory. Therefore, a fundamental condition for completing urban regeneration objectives should ensure equitable conditions of access and quality of urban infrastructure in the area of influence of the intervention