Akustiska ytvågstekniker (SAW), kända för sin höga precision och snabba aktivering, är avgörande för mikrofluidik och påverkar ett brett spektrum av forskningsområden. Men traditionella tillverkningsmetoder är tidskrävande, komplicerade och kräver dyra renrumsanläggningar.
En ny metod övervinner dessa begränsningar genom att använda aerosolstråleutskrift för att skapa skräddarsydda enheter med olika material, såsom silver nanotrådar och grafen, vilket avsevärt minskar utvecklingstiden.
I en studie publicerad i Microsystems &Nanoengineering , har forskare från Duke University och Virginia Tech banat väg för integrationen av aerosoljet-utskriftsteknologi i tillverkningen av SAW-mikrofluidenheter. Detta framsteg erbjuder ett snabbare, mer mångsidigt och renrumsfritt tillvägagångssätt för att utveckla lab-on-a-chip-applikationer, som revolutionerar områden från biologi till medicin.
I denna banbrytande forskning använde teamet aerosolstråleutskrift för att tillverka SAW-mikrofluidenheter. Denna metod är en skarp kontrast till konventionella, besvärliga renrumsprocesser.
Det involverar avsättning av olika ledande material som silver nanotrådar, grafen och poly(3,4-etylendioxitiofen) polystyrensulfonat (PEDOT:PSS) på substrat för att bilda interdigitala omvandlare, avgörande för att generera SAWs för att manipulera vätskor och partiklar i mikroskala.
Anmärkningsvärt är att denna metod minskar tillverkningstiden från cirka 40 timmar till cirka fem minuter per enhet. Teamet analyserade grundligt den akustiska prestandan hos dessa tryckta enheter med hjälp av en laserdopplervibrometer, och jämförde dem med de som tillverkas i renrum.
Resultaten visade lovande potential, där de tryckta enheterna visade liknande eller acceptabla prestandanivåer när det gäller resonansfrekvenser och förskjutningsfält. Den här forskningen representerar ett betydande framsteg inom tillverkning av mikrofluidiska enheter, och erbjuder ett snabbare, mer anpassningsbart och effektivt alternativ till traditionella metoder.
Dr. Zhenhua Tian, en medförfattare till studien, sa:"Detta är inte bara ett steg framåt, det är ett steg in i framtiden för tillverkning av mikrofluidiska enheter. Vår metod förenklar inte bara processen utan öppnar nya möjligheter för enheter. anpassning och snabb prototypframställning."
Implikationerna av den nya metoden är enorma och erbjuder ett mer tillgängligt, snabbare och kostnadseffektivt sätt att producera mikrofluidiska enheter. Det har potential att påskynda forskning och utveckling inom många områden, vilket leder till snabbare diagnostik, förbättrade läkemedelsleveranssystem och förbättrade biokemiska analyser.
Dessutom tyder teknikens mångsidighet på dess anpassningsförmåga till ett brett utbud av material och substrat, vilket lovar omfattande tillämpningar inom olika discipliner.
Mer information: Joseph Rich et al., Aerosoljet-utskrift av akustiska ytvågsmikrofluidenheter, Microsystems &Nanoengineering (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00606-z
Tillhandahålls av Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences
