メリーランド大学の研究者が世界最小の3Dプリント流体回路部品を開発

メリーランド大学の研究者が世界最小の3Dプリント流体回路部品を開発
出典: 3Dプリンティングオンライン

メリーランド大学(UMD)のエンジニアチームは、新しいナノプリンティング技術を使用して、世界最小の3Dプリント流体回路素子を開発しました。 3D プリントされた流体ループ ダイオードは、人間の髪の毛のわずか 10 分の 1 の幅で、マイクロ流体デバイス内で液体が一方向に流れるようにし、体内に制御された方法で薬剤を放出する埋め込み型デバイスで使用できます。
世界中の科学者たちは、小型医療機器やシステムオンチップを作成するために、3D ナノプリンティング プロセスを研究し、進歩させてきました。しかし、これまでこの技術は、極めて精密な流体制御を備えたマイクロ流体デバイスを印刷するという課題のため、規模が多少制限されていました。言い換えれば、これらのデバイスは小規模で製造できるものの、最近実証されたような小さなスケールで機能を印刷するのはコストがかかりすぎて困難すぎるのです。

UMD の画期的なマイクロ流体らせんコイルスプリングダイオードは、既存のシステムと同じコストと複雑さの課題に縛られない、in-situ 直接レーザー書き込みプロセス (inDLW) を使用して 3D プリントされています。この革新的な戦略は、UMDの機械工学および生体工学の助教授であるライアン・ソコル氏と大学院生のアンドリュー・ラモント氏、アブドラ・アルシャルハン氏によって開発されました。

この新しい技術では、ゾルゲルと呼ばれるプロセスを使用して、一般的なポリマー材料から 3D プリントされたマイクロスケールのチャネルの壁にダイオードを完全に固定します。層ごとにアプローチすることで、小さなダイオードをチャネル内の上から下に直接印刷できます。エンジニアらは、この技術により「完全に密閉された 3D マイクロ流体ダイオード」が製造され、他の方法で製造された同等の部品よりも迅速かつ安価に製造できると説明している。

マイクロ流体ダイオードは、マイクロチャネルの壁の形状を変更して外側へのテーパーをさらに改善することでさらに改良され、より強力な密閉が保証されます。強力なシールは、回路を衝撃から保護し、デバイス内の液体が意図した場合にのみ放出されるようにするために必要です。
「従来の方法では、研究者は多大な費用と時間をかけて同様の部品を作る必要がありました」とソコル氏は説明した。 「研究者は、複雑な流体システムを、より速く、より安く、より少ない労力で 3D ナノプリントできるようになりました。」

同氏はさらに次のように付け加えた。「回路の小型化がエレクトロニクスの分野に革命をもたらしたのと同様に、3Dプリントされたマイクロ流体回路のサイズを劇的に縮小する能力は、薬物スクリーニング、医療診断、マイクロロボットなどの分野に新しい時代の幕開けとなるだろう。」

出典: 3Dプリンティングオンライン

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