从Pysanky到微流体:一种基于的创新方法,用于低成本,快速原型化微流体设备
Philip J Schneider1, Liam B Christie1, Nicholas M Eadie2
1SMALL (Sensors and Micro Actuators Learning Lab), Department of Electrical Engineering, University at Buffalo, The State University of New York (SUNY at Buffalo), Buffalo, NY 14260, USA.
Micromachines
|February 24, 2024
概括
一种基于的新型接触式打印方法,灵感来自Pysanky蛋艺术,使得快速和经济高效的微流体设备原型. 该技术为传统方法提供了可行的替代方案,在微流体应用中展示了高性能和高分辨率.
科学领域:
- 微流体学 微流体学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 传统的微流体设备制造通常依赖于昂贵而复杂的微加工设备和化学品.
- 对于微流体设备,需要快速,经济高效的原型制造方法.
研究的目的:
- 为了展示一种新的基于的接触式印刷方法,用于微流体设备制造.
- 适应传统的乌克兰复活节蛋绘画技术 ("pysanky") 来创建微流体设备.
- 为了比较印制的微流体设备的性能与使用传统光材印刷制造的设备的性能.
主要方法:
- 用挤出机尖端修改一个x-y-z驱动翻译系统.
- 印刷技术与聚甲基 (PDMS) 装置制造的整合.
- 基于诸如挤出机尖端大小,接触角度,写入速度和温度等参数的系统优化.
- 使用技术和光刻法创建微流体混合器 (螺旋,彩虹,线性串行稀释器).
- 为系统调整和优化生成热流体计算流体动力学 (CFD) 模型.
主要成果:
- 成功创建了从160到900微米宽,高10到150微米的微流体通道.
- CFD模型和实验结果显示高度 (1.18%) 和横截面积 (10.76%) 的误差很小.
- 用印制设备的性能,一致性,可重复性和分辨率与用光刻印刷制造的设备相提并论.
结论:
- 基于的接触式打印方法为快速,经济高效的微流体设备原型设计提供了新的途径.
- 这种技术消除了昂贵的微加工设备和苛刻化学品的需求.
- 该方法对各种微流体应用具有前景,需要复杂的设计和精确的制造.
