基于化學(xué)水熱合成反應(yīng)的激光直寫增材技術(shù)可實現(xiàn)微流控結(jié)構(gòu)圖案制作

微流控芯片以其集成化、高效性、樣品需求少等優(yōu)點，成為近年來生命分析、藥物篩選等研究領(lǐng)域的熱點，在分離、反應(yīng)及檢測等過程中大放異彩。對于高分子基片構(gòu)成的微流控芯片，母模板決定了其結(jié)構(gòu)尺寸和分辨率。微流控芯片的母模板制備技術(shù)主要是基于電子束光刻或光學(xué)光刻，這兩種方法都需要涉及到光掩模來制備初始圖案。光掩模的出現(xiàn)往往會伴隨著設(shè)計上的多次修改和驗證，其特質(zhì)決定了光刻的初始投入成本高且靈活性低。

激光直寫技術(shù)作為一種新興的微納加工方式，直接將激光聚焦到基底表面。通過激光自身或載物臺的移動，無需制造光掩模就可以在基底上繪制圖案。因此，通過發(fā)展代替新型激光直寫技術(shù)，可以快速且低成本地實現(xiàn)微流控結(jié)構(gòu)圖案的制作。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，南京大學(xué)王偉教授團隊提出了一種基于化學(xué)水熱合成反應(yīng)的激光直寫增材技術(shù)，用于制作微流控芯片的母模板。

該工作中提出了激光點擊沉積技術(shù)構(gòu)筑微流控母模板的方法。該方法將近紅外激光匯聚輻照在金屬薄膜上，精準(zhǔn)調(diào)控前體溶液中溫度的時空分布，實現(xiàn)微區(qū)的過渡金屬氧化物合成反應(yīng)。通過自定義程序控制激光作用的位置、強度和時間，完成了在微米尺度上點擊合成各類復(fù)雜圖案結(jié)構(gòu)。

該技術(shù)構(gòu)建出王偉教授課題組網(wǎng)站的二維碼

在CCD相機實時監(jiān)測激光點擊沉積微結(jié)構(gòu)的條件下，該方法靈活且高質(zhì)量地制作出微結(jié)構(gòu)母模板及其相應(yīng)的微流控芯片。研究人員成功制造出多種微流控芯片結(jié)構(gòu)，并通過熒光染料實驗證實了該技術(shù)在微流控系統(tǒng)中的應(yīng)用潛力。

區(qū)別于其他激光直寫增材技術(shù)，激光點擊沉積技術(shù)建立在激光熱效應(yīng)所促進的水熱反應(yīng)上，不需要高能量的激光和高毒的有機溶劑。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)微流控芯片的快速成型設(shè)計和低成本生產(chǎn)，具有很好的實際應(yīng)用前景。