微流控芯片以其集成化、高效性、樣品需求少等優點,成為近年來生命分析、藥物篩選等研究領域的熱點,在分離、反應及檢測等過程中大放異彩。對于高分子基片構成的微流控芯片,母模板決定了其結構尺寸和分辨率。微流控芯片的母模板制備技術主要是基于電子束光刻或光學光刻,這兩種方法都需要涉及到光掩模來制備初始圖案。光掩模的出現往往會伴隨著設計上的多次修改和驗證,其特質決定了光刻的初始投入成本高且靈活性低。
激光直寫技術作為一種新興的微納加工方式,直接將激光聚焦到基底表面。通過激光自身或載物臺的移動,無需制造光掩模就可以在基底上繪制圖案。因此,通過發展代替新型激光直寫技術,可以快速且低成本地實現微流控結構圖案的制作。
據麥姆斯咨詢報道,近日,南京大學王偉教授團隊提出了一種基于化學水熱合成反應的激光直寫增材技術,用于制作微流控芯片的母模板。
該工作中提出了激光點擊沉積技術構筑微流控母模板的方法。該方法將近紅外激光匯聚輻照在金屬薄膜上,精準調控前體溶液中溫度的時空分布,實現微區的過渡金屬氧化物合成反應。通過自定義程序控制激光作用的位置、強度和時間,完成了在微米尺度上點擊合成各類復雜圖案結構。
該技術構建出王偉教授課題組網站的二維碼
在CCD相機實時監測激光點擊沉積微結構的條件下,該方法靈活且高質量地制作出微結構母模板及其相應的微流控芯片。研究人員成功制造出多種微流控芯片結構,并通過熒光染料實驗證實了該技術在微流控系統中的應用潛力。
區別于其他激光直寫增材技術,激光點擊沉積技術建立在激光熱效應所促進的水熱反應上,不需要高能量的激光和高毒的有機溶劑。該技術能夠實現微流控芯片的快速成型設計和低成本生產,具有很好的實際應用前景。
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原文標題:激光直寫增材技術實現微流控芯片快速低成本制備
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