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缩小身材降低身价 3D打印让微流控产业加速腾飞

2017-09-14 15:49:48 | 来源:智能制造网 | 编辑:张梦菲
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  自3D打印参与生产以来,微流控芯片呈现出体型越变越小、价格越来越低的趋势,这将加速产业的腾飞。可以预见,3D打印会在微流控芯片制造领域占据愈加重要的地位,甚至成为主流。

  微流控是一项年轻的技术,多数人对它可能还比较陌生,但是该技术已在学界声名鹊起。综合了化学、生物学、材料学、医学等诸多学科知识的微流控技术,其实体成果是芯片。小小的微流控芯片在药品筛选、毒性检测、病理研究、病情诊断等多个领域都能发挥重大作用。

  不过,微流控芯片的传统制作工艺是劳动密集型的,生产效率难以满足实验室的大批量需求,也不利于产品迅速更新换代。一项前景大好的新兴技术怎能在起步阶段就被制造工艺问题缚住了手脚?为此,业内人士集思广益,从近年的趋势来看,他们不约而同地把希望寄托在了3D打印身上。因为这项技术的种种优点,恰好是微流控芯片改进生产所需要的。

  2014年,浙江大学的研究人员开发出微流控纸芯片,其中便用到了3D打印技术。他们使用开源3D打印机来制作芯片,从而达到低成本、大批量、高速率的目标。

  当然,对于整个微流控产业而言,使用开源3D打印机制造芯片只是暂时之计。在见证了3D打印强大的芯片生产能力之后,业界开始着力研发专业设备。2016年,英国公司Dolomite推出了全球首款微流控芯片3D打印机Fluidic Factory,首次实现了流体密封装置的3D打印生产。

  与此同时,利用普通3D打印机制作微流控芯片的尝试还在继续。今年6月,美国康涅狄格大学用SLA 3D打印机制出了一种微流控芯片,研究人员称之为“芯片上的实验室”。通过在芯片上放置DNA、肝微粒体等物质并输入尼古丁,科研人员成功证明了电子烟跟普通香烟一样会损害DNA并致癌。而用3D打印机生产这样一枚芯片的成本仅为0.8美元。

  除了研发专业的微流控芯片3D打印设备,部分业界人士还在探索新的3D打印材料。一般而言,微流控芯片主要由玻璃、塑料或树脂制成。今年8月,西班牙马德里自治大学和3D打印公司Lithoz的校企合作为微流控芯片找到了一种新的原材料——陶瓷。较之于玻璃和塑料,陶瓷更为耐热,强度更高,而且其一次性成型的特点也为更为复杂的装置提供了相对简单的制作工艺。

  刚刚过去的8月,一项新的成果在美国杨百翰大学诞生:该校研究人员造出了迄今为止世界上最小的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,为制作这款技术要求极高的芯片,科研团队从设计专门的3D打印机起步。因此,他们在制成芯片的同时,也造就了采用数字光处理立体光刻技术的高分辨率3D打印设备。这项成果可能首先被用于早产预测的相关研究。

  总体而言,自3D打印参与生产以来,微流控芯片呈现出体型越变越小、价格越来越低的趋势。而芯片身材缩小、身价降低正是业界所乐见的,这将加速产业的腾飞。可以预见,3D打印会在微流控芯片制造领域占据愈加重要的地位,甚至成为主流。微流控芯片有望成为活性组织器官生产以外,3D打印技术对生物医学界的又一贡献。

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