Stratasys PolyJet 3D打印技术实现微流控器件
微流控技术是研究利用微型通道处理或操控微量流体的系统的学科。作为一门多学科交叉领域,微流控技术在分析化学、工程学和医学领域均有应用。近期研究推动了被称为“芯片实验室”(LOC)的微型系统的发展。LOC将多种实验室功能集成于单个设备中,其尺寸可从几毫米到数平方厘米不等。部分得益于微流控通道,这些微型系统提供了诸多优势,例如能够对有限的流体样本进行广泛分析。
传统微流控器件的制造工艺成本高昂且需多个复杂步骤。通常,该工艺从覆盖光刻胶的硅片开始,随后需用紫外线固化并覆盖聚二甲基硅氧烷(PDMS)等聚合物。此过程耗时约8小时,且难以批量生产完全相同的芯片。传统工艺制造的芯片也十分脆弱,容易出现崩裂和分层问题。
️应用圣路易斯大学化学系与密歇根州立大学生物医学工程系的研究人员发现,使用 ️PolyJet 技术制造微流控器件具有显著潜力。与传统耗时费力的工艺相比,3D打印微流控器件速度更快、更易定制,且具有更好的可重复性。
️PolyJet技术的核心优势在于突破传统制造的局限。其3D打印机的高分辨率能力(例如可制造125×54 μm的微流控通道)可快速且高效地实现复杂几何结构(如蛇形通道)的制造。该技术无需传统工艺中的紫外线固化和分层步骤,将微流控芯片的生产时间缩短至 ️30分钟以内。
尽管传统3D打印微流控器件存在表面质量、光学透明度及材料选择等缺陷,️PolyJet技术 有效解决了这些问题。其支持️多材料复合打印,提供从透明到橡胶质感等多种特性材料。例如:
- 使用️透明仿真材料VeroClear™ 作为芯片覆盖层,满足光学检测需求;
- 采用️橡胶质感材料Agilus制作接口与连接部件,实现基于压力的密封及管道连接。
研究团队发现,PolyJet 材料既适合分析复杂的生物样本,也适合对小分子进行光学分析。利用 PolyJet 技术能够制造出比传统方法更耐用、更易复制且生产效率更高的微流控设备。
该团队关于 3D 打印和微流控的研究成果发表在《分析化学》(Analytical Chemistry)和《分析家》(Analyst)杂志上,均可在网上查阅。
PolyJet 3D 打印是一项先进的技术,得益于该技术广泛的功能,包括创建复杂的几何形状、复杂的细节、全彩组合、透明度和柔性部件 - 所有这些都在单个模型中完成,无惧难题。
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