マイクロ流体アプリケーションにおける直接レーザー書き込み3D印刷技術の可能性を探る

マイクロ流体アプリケーションにおける直接レーザー書き込み3D印刷技術の可能性を探る
出典: EngineeringForLife

過去 10 年間、積層造形はチップ研究室でますます注目を集めてきましたが、特に有望な 3D 製造技術の 1 つが「直接レーザー書き込み (DLW)」です。これは、2 光子 (または多光子) 重合の現象を利用して、100 nm ほどの小さな長さスケールで高い幾何学的汎用性、印刷速度、および精度を実現します。

研究者らは、臓器チップや薬物送達からマイクロ/ナノ粒子処理やソフトマイクロロボットに至るまでのマイクロ流体アプリケーションに DLW を使用する可能性を実証してきましたが、このようなシナリオでは DLW に特有の課題が生じます。最近、メリーランド大学機械工学部の Ryan D. Sochol 氏のチームは、このトレードオフを回避し、DLW 対応のマイクロ流体コンポーネントとシステムのマクロからマイクロへのインターフェースを実現するために研究者が開発した最も顕著な 4 つの戦略を強調し、議論しました。

要点:

(1)著者らはまず、DLW技術の利点として、ミクロンレベルの解像度と複雑な構造の製造を可能にする高精度と柔軟性、二光子重合(2PP)現象による高い幾何学的多様性、マイクロ流体デバイスの迅速なプロトタイピングとカスタマイズされた設計などを紹介した。

(2)マイクロ流体応用におけるDLW技術の課題:マイクロ流体システムの複雑さと多用途性には、高い精度と安定性が求められ、材料の選択、プロセスの最適化、機器の性能に関する技術的な困難を克服する必要があり、マイクロ流体のパッケージングと統合のニーズを満たすためにDLWプロセスをさらに改善する必要がある。

(3)DLW技術の将来は、バイオメディカル、化学分析、フォトニクスへの応用を拡大し、マイクロ流体工学とフォトニクスの学際的研究を組み合わせてマイクロ流体デバイスの革新的な設計を促進し、最後にDLWプロセスを継続的に最適化して製造効率とデバイス性能を向上させる必要がある。

出典: https://doi.org/10.1039/D3LC00743J

マイクロ流体、レーザー、執筆、生物学

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