A tecnologia da microfluídica pode revolucionar a medicina no local de atendimento, tornando possível fabricar barato, 'chips microfluídicos' de plástico descartáveis ​​do tamanho de um cartão, capazes de diagnosticar uma série de condições no local a partir de uma gota de sangue. Uma técnica de ligação simples pode ajudar a tornar isso uma realidade.

Esta tecnologia está em desenvolvimento há muitos anos, mas tem sido dificultado pela difícil e cara tarefa de unir as partes plásticas dos chips de uma forma que preserva a integridade dos microcanais necessários para realizar as funções de diagnóstico.

Agora, uma técnica de ligação que supera muitas das deficiências dos métodos de ligação existentes foi desenvolvida por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Fabricação de Cingapura da A * STAR (SIMTech) em colaboração com colegas de trabalho da Universidade Tecnológica de Nanyang e da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia de Seul.

"Um desafio importante na comercialização de dispositivos microfluídicos é reduzir o custo de fabricação, "explica Gary Sum Huan Ng da equipe SIMTech." O processo de colagem para selar os microcanais é muitas vezes o gargalo na fabricação de microfluídicos. "

Dispositivos microfluídicos são essencialmente compostos de microcanais gravados em plástico, que roteiam uma amostra de biofluido para reservatórios de fluidos ou substratos que são ativos em direção a um analito que pode estar presente na amostra. Muitos métodos são usados ​​para unir as várias partes de um dispositivo microfluídico, mas a maioria é lenta e meticulosa, dificultando a produção em massa. Soldadura ultra-sónica, que aplica vibrações de alta frequência para criar uma solda de estado sólido, é promissor para aumentar a produção porque é rápido, produz um vínculo forte, e usa equipamento automatizado compacto. Contudo, a qualidade das ligações produzidas pela soldagem ultrassônica é difícil de controlar devido ao excesso de fusão e ao aprisionamento de bolhas de ar.

Os pesquisadores demonstraram que colocar um filme composto entre as duas peças de plástico a serem unidas é muito eficaz na prevenção de bolhas de ar e fluxo de fusão durante a soldagem ultrassônica. O segredo era incorporar microesferas termoplásticas no filme composto para ajudar a confinar e controlar o derretimento.

"As microesferas termoplásticas, que estão espalhados dentro de uma matriz de elastômero para formar o filme composto, atuam como diretores de microenergia que derretem e colapsam quando a energia ultrassônica é aplicada para criar a solda, "diz Ng." Os diretores ultrassônicos são restringidos pela matriz elastomérica, o que efetivamente evita o fluxo descontrolado de fusão, bem como a geração de bolhas de ar aprisionadas. Este método pode superar o problema crítico de ligação na fabricação em massa de dispositivos microfluídicos. "