A impressão a jato de aerossol pode revolucionar a fabricação de dispositivos microfluídicos
Processo de impressão a jato de aerossol para dispositivos microfluídicos de ondas acústicas de superfície (SAW). um esquema do processo de fabricação e mecanismo dos dispositivos microfluídicos SAW impressos em jato de aerossol. Os transdutores interdigitais são fabricados por meio de impressão a jato de aerossol e acionados para criar SAW que se propaga na gotícula para permitir que forças acústicas, incluindo radiação acústica e fluxo acústico, atuem na gotícula e nas partículas dentro da gotícula. b Imagem de uma impressora a jato de aerossol com um dispositivo microfluídico PEDOT:PSS SAW impresso. c Imagem de um transdutor interdigital baseado em nanofios de prata em um substrato de niobato de lítio. d Comparação do cronograma e do número de etapas de fabricação entre os métodos de fabricação de sala limpa e de impressão a jato de aerossol para dispositivos microfluídicos SAW. Crédito:Microssistemas e Nanoengenharia As tecnologias de ondas acústicas de superfície (SAW), conhecidas por sua alta precisão e atuação rápida, são essenciais para a microfluídica e afetam um amplo espectro de áreas de pesquisa. No entanto, os métodos tradicionais de fabricação são demorados, complexos e necessitam de instalações caras em salas limpas.
Um novo método supera essas restrições utilizando impressão a jato de aerossol para criar dispositivos personalizados com vários materiais, como nanofios de prata e grafeno, reduzindo significativamente o tempo de desenvolvimento.
Em um estudo publicado em Microsystems &Nanoengineering , pesquisadores da Duke University e da Virginia Tech foram pioneiros na integração da tecnologia de impressão a jato de aerossol na fabricação de dispositivos microfluídicos SAW. Este avanço oferece uma abordagem mais rápida, versátil e sem salas limpas para o desenvolvimento de aplicações lab-on-a-chip, revolucionando campos que vão da biologia à medicina.
Nesta pesquisa inovadora, a equipe utilizou impressão a jato de aerossol para fabricar dispositivos microfluídicos SAW. Este método contrasta fortemente com os processos convencionais e complicados de salas limpas.
Envolve a deposição de vários materiais condutores, como nanofios de prata, grafeno e poli (3,4-etilenodioxitiofeno) poliestireno sulfonato (PEDOT:PSS) em substratos para formar transdutores interdigitais, cruciais para gerar SAWs para manipular fluidos e partículas em microescala. Crédito:Microssistemas e Nanoengenharia (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00606-z Notavelmente, este método reduz o tempo de fabricação de cerca de 40 horas para aproximadamente cinco minutos por dispositivo. A equipe analisou minuciosamente o desempenho acústico desses dispositivos impressos usando um vibrômetro laser Doppler, comparando-os com aqueles fabricados em salas limpas.
Os resultados mostraram potencial promissor, com os dispositivos impressos demonstrando níveis de desempenho semelhantes ou aceitáveis em termos de frequências ressonantes e campos de deslocamento. Esta pesquisa representa um avanço significativo na fabricação de dispositivos microfluídicos, oferecendo uma alternativa mais rápida, adaptável e eficiente aos métodos tradicionais.
Zhenhua Tian, coautor do estudo, disse:"Este não é apenas um passo em frente; é um salto para o futuro da fabricação de dispositivos microfluídicos. Nosso método não apenas simplifica o processo, mas abre novas possibilidades para dispositivos personalização e prototipagem rápida."
As implicações do novo método são vastas, oferecendo uma maneira mais acessível, rápida e econômica de produzir dispositivos microfluídicos. Tem o potencial de acelerar a investigação e o desenvolvimento em vários campos, conduzindo a diagnósticos mais rápidos, melhores sistemas de administração de medicamentos e análises bioquímicas melhoradas.
Além disso, a versatilidade da tecnologia sugere a sua adaptabilidade a uma ampla gama de materiais e substratos, prometendo aplicações extensas em diversas disciplinas.
Mais informações: Joseph Rich et al, Impressão a jato de aerossol de dispositivos microfluídicos de ondas acústicas de superfície, Microssistemas e Nanoengenharia (2024). DOI:10.1038/s41378-023-00606-z Fornecido pelo Instituto de Pesquisa de Informação Aeroespacial, Academia Chinesa de Ciências
