Неуловимая ‘лаборатория на чипе’, способном к сокращению и интеграции операций, обычно выполненных в химической или медицинской лаборатории на однокристальной схеме, меньшей, чем кредитная карта, может скоро быть понята благодаря доступному, Plug and Play микрожидкие устройства, разработанные исследователями A*STAR.Микрожидкие системы используют сети каналов, намного более узких, чем человеческие волосы, чтобы управлять движением миниатюрных количеств жидкостей. Недавние достижения в технологии микрогидродинамики оказались неоценимыми для непосредственного диагноза пункта ухода болезней и значительно улучшились ферментативный и анализ ДНК. Высокая пропускная способность микрожидкие системы также используется в исследованиях стволовой клетки и для открытия новых наркотиков.
Камень преткновения для успешной миниатюризации и коммерциализации полностью интегрированных микрожидких систем, однако, был развитием надежных микрожидких компонентов, таких как микроклапаны и микронасосы. Чжэньфэн Ван и коллеги от Сингапурского Института Производства Технологии (SIMTech), A*STAR удалили то препятствие, разработав эффективный и масштабируемый метод, чтобы изготовить доступный Plug and Play микрожидкие устройства.
«Интеграция клапанов и насосов в термопластические устройства обычно сложная и дорогостоящая, потому что процесс фальсификации очень сложен», говорит Ван. «Массовое производство модуля микроклапана отдельно от главного устройства, однако, делает фальсификацию главного устройства относительно простой и прочной».Микроклапаны состоят из гибкой диафрагмы, зажатой между палатой контроля и жидкой палатой, и оказывая давление от внешнего механического насоса, или через электростатические или пневматические силы, диафрагма может быть искажена, допуская манипуляцию жидкого потока в палате.
Исследователи изготовили микронасос, состоящий из трех микроклапанов, но должны были найти подходящий материал для мембран микроклапана, которые должны быть гибкими, но также и легко соединенные с другими частями микроклапана без использования пластырей.«Мы нашли, что термопластический фильм полиуретана работает хорошо мембраной и может быть соединен плотно с основной частью, которая сделана из метакрулата полиметила», объясняет Ван.Дизайн микроклапана также представил собой проблему исследователям, которых они преодолели при помощи моделирования метода конечных элементов – числовой инструмент, используемый, чтобы решить сложные структурные проблемы – чтобы произвести руководство по проектированию, которое было тогда проверено экспериментированием.Используя Литейный завод Микрогидродинамики SIMTech, исследователи в настоящее время развивают много ‘на чипе’ модули и расширяют их возможности в дизайне, разработка прототипа и изготовление полимера основывали микрожидкие устройства.
«Далее миниатюризация размера модулей микроклапана могла увеличить масштаб интеграции и расширить диапазон возможного применения», говорит Ван.A*STAR-affiliated исследователи, способствующие этому исследованию, от Сингапурского Института Производства Технологии, для получения дополнительной информации об исследовании команды, пожалуйста, посетите Литейный завод Микрогидродинамики SIMTech.