Aerosoljetprinten zou de fabricage van microfluïdische apparaten radicaal kunnen veranderen

Oppervlakte-akoestische golftechnologieën (SAW), bekend om hun hoge precisie en snelle activering, zijn essentieel voor de microfluïdica en beïnvloeden een breed spectrum aan onderzoeksgebieden. Traditionele fabricagemethoden zijn echter tijdrovend, ingewikkeld en vereisen dure cleanroomfaciliteiten.

Eén nieuwe methode overwint deze beperkingen door gebruik te maken van aerosoljetprinten om op maat gemaakte apparaten te maken met verschillende materialen, zoals zilveren nanodraden en grafeen, waardoor de ontwikkelingstijd aanzienlijk wordt verkort.

In een studie gepubliceerd in Microsystemen en nano-engineeringhebben onderzoekers van Duke University en Virginia Tech een pioniersrol gespeeld in de integratie van aerosoljetprinttechnologie in de fabricage van SAW-microfluïdische apparaten. Deze vooruitgang biedt een snellere, veelzijdigere en cleanroomvrije aanpak voor het ontwikkelen van lab-on-a-chip-toepassingen, waardoor een revolutie teweeg wordt gebracht op het gebied van de biologie tot de geneeskunde.

In dit baanbrekende onderzoek maakte het team gebruik van aerosoljetprinten om SAW-microfluïdische apparaten te vervaardigen. Deze methode staat in schril contrast met conventionele, omslachtige cleanroomprocessen.

Het omvat het afzetten van verschillende geleidende materialen zoals zilveren nanodraden, grafeen en poly (3,4-ethyleendioxythiofeen) polystyreensulfonaat (PEDOT:PSS) op substraten om interdigitale transducers te vormen, cruciaal voor het genereren van SAW’s om vloeistoffen en deeltjes op microschaal te manipuleren.

Opmerkelijk is dat deze methode de fabricagetijd verkort van ongeveer 40 uur tot ongeveer vijf minuten per apparaat. Het team analyseerde de akoestische prestaties van deze geprinte apparaten grondig met behulp van een laser-Doppler-vibrometer en vergeleek ze met die van cleanrooms.

De resultaten lieten een veelbelovend potentieel zien, waarbij de gedrukte apparaten vergelijkbare of acceptabele prestatieniveaus vertoonden in termen van resonantiefrequenties en verplaatsingsvelden. Dit onderzoek vertegenwoordigt een aanzienlijke vooruitgang in de fabricage van microfluïdische apparaten en biedt een sneller, beter aanpasbaar en efficiënt alternatief voor traditionele methoden.

Dr. Zhenhua Tian, ​​co-auteur van de studie, zei: “Dit is niet alleen een stap voorwaarts; het is een sprong in de toekomst van de fabricage van microfluïdische apparaten. Onze methode vereenvoudigt niet alleen het proces, maar opent ook nieuwe mogelijkheden voor de productie van microfluïdische apparaten.” maatwerk en rapid prototyping.”

De implicaties van de nieuwe methode zijn enorm en bieden een toegankelijkere, snellere en kosteneffectievere manier om microfluïdische apparaten te produceren. Het heeft het potentieel om onderzoek en ontwikkeling op tal van gebieden te versnellen, wat leidt tot snellere diagnostiek, verbeterde systemen voor medicijnafgifte en verbeterde biochemische analyses.

Bovendien suggereert de veelzijdigheid van de technologie dat deze kan worden aangepast aan een breed scala aan materialen en substraten, wat uitgebreide toepassingen in verschillende disciplines belooft.