Microcanais de fluoropolímero representativos que são preenchidos com água contendo corantes aquosos. Crédito:SUTD
Uma ampla gama de aplicações é baseada em dispositivos microfluídicos feitos de borrachas de silicone, como polidimetilsiloxano (PDMS), incluindo síntese de materiais, separação e classificação, diagnóstico e bioanálise. A popularidade do PDMS em laboratórios acadêmicos se deve à simplicidade de fabricação e às propriedades bem caracterizadas do PDMS. Contudo, PDMS não é compatível com solventes orgânicos fortes, que aumentam rapidamente os materiais à base de silicone. Para este fim, canais microfluídicos possuindo compatibilidade química e solvente são desejáveis.
Uma equipe de pesquisa da Universidade de Tecnologia e Design de Cingapura (SUTD), liderado pelo professor assistente Michinao Hashimoto, desenvolveu um método simples para fabricar microcanais usando fluoropolímeros - uma classe geral de polímeros, incluindo o Teflon, que são altamente inertes contra a exposição a produtos químicos e solventes. O grupo de pesquisa aplicou xurografia, um método de fabricação digital para cortar filmes com uma lâmina de barbear controlada por movimento para criar estênceis. Por meio desta técnica, eles cortam filmes de fluoropolímeros e os pressionam a quente para formar microcanais. Leva menos de uma hora para fazer microcanais, desde o projeto até a montagem, usando este método.
A equipe de pesquisa identificou as condições adequadas de prensagem a quente (ou seja, temperatura, tempo e pressão) para dois fluoropolímeros comuns:politetrafluoroetileno (PTFE) e etileno propileno fluorado (FEP). Além disso, a equipe confirmou a resistência dos canais microfluídicos de fluoropolímero a um conjunto de solventes orgânicos que seriam incompatíveis com dispositivos típicos fabricados em PDMS.
O investigador principal, Dr. Hashimoto, disse:"Este trabalho é a primeira demonstração para fabricar rapidamente canais microfluídicos usando fluoropolímeros. Microcanais consistindo de fluoropolímeros podem ser úteis na realização de síntese orgânica de materiais e drogas, bem como na regulação da adesão de moléculas biológicas, células e bactérias. Este método é extremamente simples, e acreditamos que pode ser executado literalmente por qualquer pesquisador - incluindo não engenheiros - para várias aplicações que requerem as propriedades inertes e não reativas dos canais. "
Esta nova técnica de prototipagem foi publicada em Biomicrofluídica , um jornal conceituado com foco na pesquisa em técnicas microfluídicas e nanofluídicas exclusivas. Um estudante visitante do SUTD (Takuma Hizawa) e dois pesquisadores de pós-doutorado (Atsushi Takano, Pravien Parthiban) participou neste projeto juntamente com os autores seniores (Prof. Eiji Iwase, Universidade Waseda, Japão, e o Prof. Patrick Doyle, MIT, EUA).