光化学グラフト重合による3Dプリントマイクロ流体デバイスの表面改質

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• バイオテクノロジー

背景:

• 3次元（3D）プリントは、マイクロ流体デバイスの迅速かつ費用対効果の高い製造を可能にします。
• 3Dプリントで使用される疎水性樹脂は、安定した水中油（O/W）エマルジョンの形成を妨げます。
• 樹脂の疎水性を克服するには、表面改質が必要です。

研究 の 目的:

• 3Dプリントマイクロ流体デバイスを使用した安定したO/Wエマルジョン生成方法を開発すること。
• 様々なタイプのエマルジョンを生成するためのモジュール式プラットフォームを作成すること。
• 3Dプリントマイクロ流体システムの機能を強化すること。

主な方法:

• 3Dプリントチャンネル表面に親水性メタクリル酸基を付着させるための光化学グラフト重合。
• 反対の濡れ性を有するモジュール式マイクロ流体デバイスの製造。
• 液滴形成、単分散性、表面安定性の特性評価。

主要な成果:

• 改質された3Dプリントチャンネルを使用して、単分散のO/Wエマルジョン液滴を生成しました。
• モジュール統合により、二重エマルジョン（W/O/WおよびO/W/O）の単段生成を達成しました。
• シェル対コア比の調整可能性と、長期的な表面安定性（3ヶ月の保管、25時間のせん断）を実証しました。

結論:

• 光化学グラフト重合は、3Dプリントマイクロ流体デバイスを機能化するための堅牢な戦略を提供します。
• このアプローチにより、カスタマイズ可能なエマルジョン生成を精密に制御できます。
• 開発されたシステムは、ラボオンアチップアプリケーションにおける3Dプリントの有用性を拡大します。