Fabricação multicamadas em escala de wafer de microeletrônica baseada em fibroína de seda
p Figura 1. A capa do Materiais e interfaces aplicados ACS . Crédito: Materiais e interfaces aplicados ACS
p Uma equipe de pesquisa KAIST desenvolveu um novo método de fabricação para o processamento de multicamadas de microeletrônica baseada em seda. Esta tecnologia para a criação de um filme de fibroína de seda biodegradável permite a microfabricação com polímero ou estruturas metálicas fabricadas a partir da fotolitografia. Pode ser uma tecnologia chave na implementação de dispositivos eletrônicos biodegradáveis à base de fibroína de seda ou distribuição localizada de medicamentos por meio de padrões de fibroína de seda. p Fibroínas de seda são biocompatíveis, biodegradável, transparente, e flexível, o que os torna excelentes candidatos para dispositivos biomédicos implantáveis, e também têm sido usados como filmes biodegradáveis e microestruturas funcionais em aplicações biomédicas. Contudo, os processos de microfabricação convencionais requerem soluções fortes de corrosão e solventes para modificar a estrutura das fibroínas de seda.
p Para evitar que a fibroína de seda seja danificada durante o processo, A professora Hyunjoo J. Lee da Escola de Engenharia Elétrica e sua equipe criaram um novo processo, chamada máscara rígida de alumínio em fibroína de seda (AMoS), que é capaz de micropadronizar múltiplas camadas compostas por fibroína e materiais inorgânicos, como metal e dielétricos com alinhamento em microescala de alta precisão. O processo AMoS pode fazer padrões de fibroína de seda em dispositivos, ou fazer padrões em filmes finos de fibroína de seda com outros materiais usando fotolitografia, que é uma tecnologia central no processo de microfabricação atual.
p A equipe cultivou com sucesso neurônios primários nos micropadrões de fibroína de seda processada, e confirmou que a fibroína de seda tem excelente biocompatibilidade antes e depois do processo de fabricação e que também pode ser aplicada a dispositivos biológicos implantados.
p Figura 2. Microestruturas de fibroína e padrões de metal em uma fibroína produzida com o uso da máscara AMoS. Crédito:Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)
p Por meio dessa tecnologia, a equipe realizou a micropadronização multicamadas de filmes de fibroína em um substrato de fibroína de seda e fabricou um circuito microelétrico biodegradável que consiste em resistores e capacitores dielétricos de fibroína de seda em um wafer de silício com grandes áreas.
p Eles também usaram essa tecnologia para posicionar o micropadrão do filme fino de fibroína de seda mais próximo do eletrodo cerebral à base de polímero flexível, e confirmou que as moléculas de corante montadas na fibroína de seda foram transferidas com sucesso dos micropadrões.
p Professor Lee disse, "Esta tecnologia facilita a escala de wafer, processamento de grandes áreas de materiais sensíveis. Esperamos que seja aplicado a uma ampla gama de dispositivos biomédicos no futuro. Usar a fibroína de seda com eletrodos cerebrais micropadronizados pode abrir muitas novas possibilidades na pesquisa sobre circuitos cerebrais, montando drogas que restringem ou promovem as atividades das células cerebrais. "
p Figura 3. Avaliação da biocompatibilidade do processo AMoS. Topo:Imagem esquemática de a) silicone revestido com fibroína b) silicone padronizado com fibroína ec) fibroína padronizado com ouro. Embaixo:Imagens representativas de microscopia confocal de neurônios corticais primários vivos (verdes) e mortos (vermelhos) cultivados nos substratos. Crédito:Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia da Coreia (KAIST)
p Essa pesquisa, em colaboração com o Dr. Nakwon Choi de KIST e liderado por Ph.D. candidato Geon Kook, foi publicado em
Materiais e interfaces aplicados ACS .