縮小身材降低身價 3D打印讓微流控產(chǎn)業(yè)加速騰飛

2021-03-0314:40

微流控是一項年輕的技術，多數(shù)人對它可能還比較陌生，但是該技術已在學界聲名鵲起。綜合了化學、生物學、材料學、醫(yī)學等諸多學科知識的微流控技術，其實體成果是芯片。小小的微流控芯片在藥品篩選、毒性檢測、病理研究、病情診斷等多個領域都能發(fā)揮重大作用。

　　不過，微流控芯片的傳統(tǒng)制作工藝是勞動密集型的，生產(chǎn)效率難以滿足實驗室的大批量需求，也不利于產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代。一項前景大好的新興技術怎能在起步階段就被制造工藝問題縛住了手腳？為此，業(yè)內(nèi)人士集思廣益，從近年的趨勢來看，他們不約而同地把希望寄托在了3D打印身上。因為這項技術的種種優(yōu)點，恰好是微流控芯片改進生產(chǎn)所需要的。

　　2014年，浙江大學的研究人員開發(fā)出微流控紙芯片，其中便用到了3D打印技術。他們使用開源3D打印機來制作芯片，從而達到低成本、大批量、高速率的目標。

　　當然，對于整個微流控產(chǎn)業(yè)而言，使用開源3D打印機制造芯片只是暫時之計。在見證了3D打印強大的芯片生產(chǎn)能力之后，業(yè)界開始著力研發(fā)專業(yè)設備。2016年，英國公司Dolomite推出了全球首款微流控芯片3D打印機Fluidic Factory，首次實現(xiàn)了流體密封裝置的3D打印生產(chǎn)。

　　與此同時，利用普通3D打印機制作微流控芯片的嘗試還在繼續(xù)。今年6月，美國康涅狄格大學用SLA 3D打印機制出了一種微流控芯片，研究人員稱之為“芯片上的實驗室”。通過在芯片上放置DNA、肝微粒體等物質(zhì)并輸入尼古丁，科研人員成功證明了電子煙跟普通香煙一樣會損害DNA并致癌。而用3D打印機生產(chǎn)這樣一枚芯片的成本僅為0.8美元。

　　除了研發(fā)專業(yè)的微流控芯片3D打印設備，部分業(yè)界人士還在探索新的3D打印材料。一般而言，微流控芯片主要由玻璃、塑料或樹脂制成。今年8月，西班牙馬德里自治大學和3D打印公司Lithoz的校企合作為微流控芯片找到了一種新的原材料——陶瓷。較之于玻璃和塑料，陶瓷更為耐熱，強度更高，而且其一次性成型的特點也為更為復雜的裝置提供了相對簡單的制作工藝。

　　剛剛過去的8月，一項新的成果在美國楊百翰大學誕生：該校研究人員造出了迄今為止世界上最小的3D打印微流控芯片，能在小于100微米的尺寸下使用。工欲善其事，必先利其器，為制作這款技術要求極高的芯片，科研團隊從設計專門的3D打印機起步。因此，他們在制成芯片的同時，也造就了采用數(shù)字光處理立體光刻技術的高分辨率3D打印設備。這項成果可能首先被用于早產(chǎn)預測的相關研究。

　　總體而言，自3D打印參與生產(chǎn)以來，微流控芯片呈現(xiàn)出體型越變越小、價格越來越低的趨勢。而芯片身材縮小、身價降低正是業(yè)界所樂見的，這將加速產(chǎn)業(yè)的騰飛。可以預見，3D打印會在微流控芯片制造領域占據(jù)愈加重要的地位，甚至成為主流。微流控芯片有望成為活性組織器官生產(chǎn)以外，3D打印技術對生物醫(yī)學界的又一貢獻。
(來源：中國智能制造網(wǎng))

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