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Nat. Commun.:3D 打印工艺高效打印微流控器件

学术动态    2022-06-02 16:39

 

DOI: 10.1038/s41467-022-28579-z

 

与软光刻相比,还原光聚合在制备微流控器件方面有许多优点,包括效率和形状复杂性,但在层构建方向上难以实现对微米尺寸(小于100 μm)通道的良好控制。本研究开发出一种原位转移光固化3D打印工艺,该工艺可以高效可靠地打印出通道高度仅为10微米,精度±1微米的微流控器件,并有潜力进一步提升微流道高度的分辨率。该工艺的核心思路是在传统的立体光固化打印机基础上增加一个辅助打印平台作为约束平面,将至关重要的通道顶层通过两次曝光分开打印,并原位转印到微流体器件上。通过这种方式极大减少了通道内树脂吸收的光能,使得总吸收能量远低于固化所需的能量阈值,避免了过度固化导致的通道堵塞。通过这种方法,研究者打印了一系列10微米级微流控通道并展示了一系列微流控应用,如微流控阀,微粒筛选器等。

 

图 1:树脂光学特性和光剂量分布对基于 VPP 的微流控通道制造的影响示意图。

 

图 2. IsT-VPP 3D打印工艺原理。

 

图3. 3D打印微流控通道。

 

图 4. 3D打印微流控阀。

 

图5. 3D打印微粒筛选器。