パデュー大学は、深さ10ミクロンの多層マイクロ流体デバイスを作成するための3D印刷技術を革新しました。

2025年3月7日、アンタークティックベアは、パデュー大学工学部の技術助教授であるフアチャオ・マオ氏とそのチームがバット光重合（VPP）3Dプリント技術を使用して、深さわずか10ミクロン、幅100ミクロンの経済的な多層マイクロ流体デバイスを製造する革新的な方法を発明したことを知りました。
この革新的な特許出願中の技術により、高性能な機器やクリーンルーム環境を必要とせずに、マイクロ流体デバイスを迅速かつコスト効率よく製造することが可能となり、バイオメディカル、環境試験、地質学、製造などの分野の研究者にメリットをもたらす可能性があります。
パデュー大学の付加製造およびスマート製造研究所で Huachao Mao の 3D 印刷イノベーションを使用して紫外線下で印刷されたマイクロ流体デバイスのクローズアップ。（パーデュー大学写真/ジョン・オマリー）
毛教授は、バット光重合（VPP）技術により、従来の製造方法と3Dプリント技術が大幅に改善されたと述べた。「VPP により、高解像度と 100 ミクロンまでのチャネル幅を備えた、透明度の高いマイクロ流体を直接製造できます」と彼は言います。「VPP における新たなアプローチは、紫外線を使用してフォトポリマーの硬化プロセスを促進する液晶ディスプレイ (LCD) 技術の使用です。」
マオ教授はこの革新をパデュー大学の技術商業化イノベーション局に開示し、同局は知的財産を保護するために特許を申請した。この研究の開発または商業化に関心のある業界パートナーは、追跡番号 69871 を使用して、Physical Science OTC のビジネス開発およびライセンスマネージャーである Parag Vasekar ([email protected]) に連絡してください。この革新に関する研究は、ASME 国際機械工学会議および展示会で発表されました。
△パデュー大学の付加製造およびインテリジェント製造研究所は、Huachao Mao の 3D 印刷イノベーションを使用して、小型で複雑な物体を印刷します。（パーデュー大学写真/ジョン・オマリー）
マイクロ流体デバイスと従来の製造法<br /> マイクロ流体デバイスは、少量の物質を迅速かつ正確に分析できる診断システムです。アプリケーションには、がん細胞分析、薬物スクリーニング、環境試験、地質学、製造、単一細胞分離、ポイントオブケア診断などがあります。
これらのデバイスは、マイクロリットルまたはナノリットルのスケールで流体の流れと反応条件を正確に制御することにより、生物医学研究を加速し、診断テストの精度と速度を向上させ、さまざまな分野でポータブルなテストソリューションを実現します。
「マイクロ流体デバイスを製造する従来の方法はコストがかかり、時間がかかり、製造プロセスには複数のステップが必要で、高性能の設備とクリーンルーム環境が必要になる」とマオ氏は語った。
3D プリンティングは、層ごとに追加することでオブジェクトを構築するため、マイクロ流体デバイスを作成する従来のプロセスよりも高速かつシンプルです。熱溶解フィラメント製法 (FFF) は一般的な 3D 印刷方法ですが、幅 500 μm 未満の滑らかな狭いチャネルを実現するのは依然として課題です。
△パデュー大学工学部のポスドク研究助手であるYujie Shan氏と工学助教授であるHuachao Mao氏が、3Dプリンターを使用してマイクロ流体デバイスのサンプルを印刷する準備をしている。（パーデュー大学写真/ジョン・オマリー）
パデュー大学における製造業のイノベーション<br /> マオ教授は次のように語っています。「マイクロ流体工学の重要な応用は単一細胞分析であり、これには細胞の大きさに匹敵するチャネル幅が必要です。私たちは、がん細胞が通過するとがん細胞の列を形成できるマイクロ流体チャネルの印刷に成功しました。これは、私たちの技術が細胞分析に潜在的可能性を持っていることを明確に示しています。」
マオ教授と彼のチームは、単一の癌細胞株を形成することでこの革新的な技術を検証しただけでなく、毛細血管内の接続を模倣するマイクロ流体チャネルの複雑なネットワークも作製しました。さらに、曲面マイクロ流体デバイスを3Dプリントする方法も拡張しました。
マオ教授は次のように語っています。「私たちの次の開発目標は、3D プリントされたマイクロ流体デバイスと従来の 2D マイクロ流体デバイスを組み合わせることです。これにより、3D プリントと 2D ナノファブリケーションの利点を組み合わせることができます。」
△パデュー大学の付加製造およびインテリジェント製造研究所は、Huachao Mao の 3D 印刷イノベーションを使用して、小型で複雑な光学レンズを印刷しました。写真提供: パデュー大学/ジョン・オマリー。

パデュー大学は、深さ10ミクロンの多層マイクロ流体デバイスを作成するための3D印刷技術を革新しました。

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