Forskere udvikler nye metoder til at skabe mikrofluidiske enheder med fluorpolymerer

En lang række applikationer er baseret på mikrofluidiske enheder lavet af silikonegummi såsom polydimethylsiloxan (PDMS), herunder materialesyntese, adskillelse og sortering, diagnostik og bioanalyse. Populariteten af ​​PDMS i akademiske laboratorier skyldes enkelheden i fremstillingen og velkarakteriserede egenskaber ved PDMS. Imidlertid, PDMS er ikke kompatibel med stærke organiske opløsningsmidler, som hurtigt svulmer silikonebaserede materialer. Til denne ende, mikrofluidkanaler med kemisk og opløsningsmiddelkompatibilitet er ønskelige.

Et forskerhold fra Singapore University of Technology and Design (SUTD), ledet af adjunkt Michinao Hashimoto, udviklet en simpel metode til at fremstille mikrokanaler ved hjælp af fluorpolymerer - en generel klasse af polymerer, herunder teflon, der er meget inerte mod eksponering for kemikalier og opløsningsmidler. Forskergruppen anvendte xurografi, en metode til digital fremstilling til at skære film med et bevægelsesstyret barberblad for at skabe stencils. Via denne teknik, de skar film af fluorpolymerer og varmepressede dem for at danne mikrokanaler. Det tager mindre end en time at lave mikrokanaler fra design til montering ved hjælp af denne metode.

Forskergruppen har identificeret korrekte betingelser for varmepressning (dvs. temperatur, tid og tryk) for to almindelige fluorpolymerer:polytetrafluorethylen (PTFE) og fluoreret ethylenpropylen (FEP). Desuden, holdet bekræftede modstanden af ​​fluorpolymerens mikrofluidkanaler over for et sæt organiske opløsningsmidler, der ville være uforenelige med typiske enheder fremstillet i PDMS.

Hovedforsker Dr. Hashimoto sagde, "Dette arbejde er den første demonstration til hurtigt at fremstille mikrofluidkanaler ved hjælp af fluorpolymerer. Mikrokanaler bestående af fluorpolymerer kan være nyttige til at udføre organisk syntese af materialer og lægemidler samt regulere adhæsion af biologiske molekyler, celler og bakterier. Denne metode er meget enkel, og vi mener, at det kan udføres af bogstaveligt talt enhver forsker - inklusive ikke-ingeniører - til forskellige applikationer, der kræver kanalernes inerte og ikke-reaktive egenskaber."

Denne nye prototyping-teknik er blevet offentliggjort i Biomikrofluidik , et velrenommeret tidsskrift med fokus på forskning i unikke mikrofluidiske og nanofluidiske teknikker. En SUTD-gæstestuderende (Takuma Hizawa) og to postdoktorale forskere (Atsushi Takano, Pravien Parthiban) deltog i dette projekt sammen med seniorforfatterne (Prof. Eiji Iwase, Waseda Universitet, Japan, og prof. Patrick Doyle, MIT, USA).