Name: 마이크로엠보싱: 나노셀룰로오스 종이 기반 미세유체역학에서 마이크로채널을 제작하기 위한 편리한 공정 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-10-06T14:50:00.000+00:00
Duration: 3 min 58 s
Description: 배우세요 나노셀룰로오스 종이 기반 미세유체역학에서 마이크로엠보싱을 이용한 마이크로채널 제작 방법을. 플라스틱 마이크로몰드를 사용하여 200µm 폭의 정밀한 채널을 구현하고 광학적 투명성과 화학적 적응성을 활용한 분석 장치 개발에 활용할 수 있습니다.

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저자는 장쑤 고등 교육 자연 과학 재단 (22KJB460033) 및 장쑤 과학 기술 프로그램 - 젊은 학자 (BK20200251)의 프로그램의 재정적 지원을 인정합니다. 이 작업은 XJTLU AI 대학 연구 센터, XJTLU의 장쑤성 데이터 과학 및 인지 계산 공학 연구 센터 및 SIP AI 혁신 플랫폼(YZCXPT2022103)의 일부 지원도 받고 있습니다. 오픈 프로젝트(SKLMS2023019)를 통한 제조시스템공학을 위한 국가핵심연구소와 교육부 바이오닉스공학핵심연구소의 지원도 인정받고 있다.

1. 나노 페이퍼에 마이크로 채널 패터닝을 위한 마이크로 엠보싱 공정
<ol><li>금형 준비 알림: 금형 준비에 대한 자세한 내용은 Yuan et al.12 를 참조하십시오.<ol><li>재료 표에 표시된대로 PTFE 필름을 준비하십시오.</li>
		<li>준비된 PTFE 필름을 레이저로 절단하여 볼록한 마이크로 채널 금형을 만듭니다(그림 1A-I). 알림: PTFE 금형의 치수는 선형 1차 함수 관계에서 마이크로채널 치수(그림 2E,F)를 결정합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>나노페이퍼 준비<ol><li>(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-일)옥실(TEMPO)-산화된 NFC 겔( 재료표 참조) 4.0g을 증류수(최종 농도 0.1wt%)에 분산시킵니다.</li>
		<li>셀룰로오스 플록이 보이지 않을 때까지 실온에서 120.8 x g 에서 30분 동안 현탁액을 심하게 저어줍니다.</li>
		<li>투명 현탁액을 진공 여과하여 나노페이퍼 겔을 얻습니다(그림 1A-II). 참고: 이 예에서 얻어진 나노페이퍼 겔의 직경은 4cm입니다. NanoPAD는 반경이 다른 흡입 여과 장치를 선택하여 다양한 응용 분야에 맞게 조정할 수 있으므로 다양한 규모의 NanoPAD를 설계할 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>나노 페이퍼 젤의 엠보싱<ol><li>PTFE 몰드를 나노페이퍼 겔 표면에 놓습니다.</li>
		<li>PTFE 몰드를 사용하여 최적화된 압력과 온도에서 매번 10분 동안 열간 프레스로 나노페이퍼 겔(그림 1A-III)을 엠보싱합니다(그림 2A-D). 알림: 엠보싱 압력이 높을수록(250kPa - 1000kPa) 제조 정확도가 향상되지만 셀룰로오스 구조의 손상을 방지하기 위해 1000kPa를 초과해서는 안 됩니다. 엠보싱 온도(25-100°C)가 높을수록 탈수 및 탈탄을 촉진하여 마이크로채널 정확도가 향상되지만, 겔 주름 및 광선 투과율 감소를 방지하기 위해 온도가 75°C를 초과해서는 안 된다7. 이 예에서 최적화된 엠보싱 파라미터는 750kPa 및 75°C였습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>곰팡이 방출<ol><li>필터 멤브레인에서 필터 나노페이퍼 겔의 추가 층을 벗겨냅니다(그림 1A-IV).</li>
	</ol></li>
	<li>접합<ol><li>나노페이퍼 겔의 엠보싱 레이어 위에 박리된 레이어를 부착하고 두 레이어를 적층하여 속이 빈 마이크로채널 구조를 만듭니다(그림 1A-V). 참고: 섬유 현탁액 및 건조된 나노페이퍼에 비해 '겔 같은' 나노페이퍼의 더 강한 수소 결합은 나노셀룰로오스 섬유의 얽힘과 접착력을 향상시킵니다. 결과적으로, 두 층의 '젤 같은' 나노페이퍼는 외력 없이 자기 확산을 통해 단단히 결합될 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>건조<ol><li>두 겹의 나노페이퍼 겔을 75°C의 건조 오븐에 약 30분 동안 넣습니다(그림 1A-VI).</li>
	</ol></li>
</ol>2. 기본 미세유체 소자 구축
<ol><li>층류 믹서의 건설<ol><li>1단계에 따라 직선 및 곡선 채널이 있는 NanoPAD를 준비합니다(그림 3A). 참고: 이 예에서 채널의 치수는 너비 1mm, 깊이 50μm입니다.</li>
		<li>입구 영역에 빨간색과 파란색 물방울을 동시에 추가하여 중공 채널을 통해 자동으로 흐를 수 있습니다. 참고 : 직선 채널에서 적색 및 청색 용액의 성공적인 독립적 인 흐름과 곡선 채널 끝에서의 혼합은 미세 유체 장치에서 층의 낮은 레이놀즈 수와 전단 응력35에 의해 유도 된 방사형 흐름에 기인 할 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
	<li>액적 발생기 건설<ol><li>1단계에 따라 T-접합 채널(그림 3D)이 있는 2-입구 NanoPAD를 준비합니다.</li>
		<li>물과 두 개의 혼합되지 않는 액체인 헥사데칸(오일)을 T-접합 채널의 두 입구 영역에 주입하여 액적을 생성합니다(그림 3E). 참고: 이 예에서 T-접합 채널의 치수는 너비 1mm, 길이 25mm, 깊이 50μm입니다.</li>
		<li>Q1 의 속도를 6μL/min으로 고정하고 Q2 의 속도를 n × Q 1(n =1-6 )로 고정합니다. 두 개의 주사기 펌프를 사용하여 위의 속도로 설정하여 물과 오일을 주입합니다. 이 동작은 하나의 간단한 스케일링 방정식(아래 제공)에 의해 제어됩니다. 알림: 이 예에서ample, 기름과 착색된 물을 채널36에 부었다. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/65965/65965eq01.jpg" style="margin: auto;"> 여기서 α = 1, β = 1, L은 길이, W는 액적의 너비, Q1 및 Q2는 물과 헥사 데칸의 유속입니다 (각각37,38).</li>
	</ol></li>
</ol>3. 현장 AgNP 성장
<ol><li>NanoPAD 준비<ol><li>1단계에 따라 수렴 검출 영역(그림 4A)이 있는 2-inlet NanoPAD를 준비합니다.</li>
	</ol></li>
	<li>연속적인 이온층 흡착 및 반응 과정<ol><li>20mMAgNO3 용액 및 20mM NaBH4 용액을 준비합니다(재료 표 참조).</li>
		<li>5 μL의 20 mM AgNO3 용액을 유동 채널의 왼쪽 입구 영역에 떨어뜨립니다.</li>
		<li>AgNO3 용액을 30초 동안 반응 영역에 유지합니다. 참고: 3.2.2단계를 반복합니다. 및 3.2.3. 더 높은 밴드 강도를 설명할 수 있는 응집 없이 AgNP의 균일한 분포를 보장하기 위해 5번.</li>
		<li>헹굼을 위해 5μL의 증류수를 유동 채널의 왼쪽 입구 영역에 떨어뜨립니다. 알림: 3.2.4단계를 반복합니다. 세척을 통해 과도하고 흡착되지 않은 Ag 이온을 제거하기 위해 세 번.</li>
		<li>20mM NaBH4 용액 5μL를 유동 채널의 오른쪽 입구 영역에 추가합니다. 알림: 3.2.5단계를 반복합니다. AgNP가 반응 영역에서 고르게 생성될 때까지. 단계 3에 수반되는 화학 반응은 하기 화학식39로 나타내어진다: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/65965/65965eq02.jpg" style="margin: auto;"> 이 예에서는 조밀하고 균일하며 잘 구조화된 AgNP 어레이가 NanoPAD에 형성되었습니다(그림 4B). AgNP의 평균 직경은 55nm였습니다(그림 4C).</li>
	</ol></li>
</ol>4. SERS 측정
<ol><li>Raman 분광기 시스템 준비<ol><li>레이저를 켜고 라만 분광기와 함께 제공되는 소프트웨어를 실행합니다( 재료 표 참조).</li>
		<li>라만 신호의 초점을 맞추고 수집하기 위해 50x 대물렌즈를 사용하고 여기(excitation)를 위해 532nm 레이저를 사용합니다.</li>
		<li>정확한 측정을 위해 스펙트럼 분해능을 2cm-1로 설정합니다. 라만 스펙트럼 측정 범위를 400cm-1에서 600cm-1로 설정합니다.</li>
		<li>실리콘 웨이퍼12를 사용하여 라만 분광계를 보정합니다. 참고: 4.1단계를 수행합니다. 4.2 단계.</li>
	</ol></li>
	<li>로다민 B(RhB) 측정<ol><li>4.7mg의 RhB( 재료 표 참조)를 에탄올 10mL에 용해시켜 1mM RhB 용액을 제조합니다.</li>
		<li>1mM RhB 용액을 에탄올에 희석하여 10μM에서 0.1pM 범위의 농도를 가진 일련의 RhB 용액을 준비합니다.</li>
		<li>RhB 용액 5μL를 NanoPAD 채널의 입구 영역에 추가하고 건조시킵니다. 참고: 4.2.3단계를 반복합니다. 4.2.2 단계에 표시된 농도가 다른 RhB 용액의 경우.</li>
		<li>여기 시간을 10초로, 격자를 2cm-1로, 사이클 수를 1로 설정합니다. 라만 스펙트럼 측정 범위를 500cm-1에서 1800cm-1로 설정합니다.</li>
		<li>거친 초점 나사와 미세 초점 나사를 개별적으로 조정하여 적절한 초점을 얻은 다음 중지 를 클릭하여 위치를 저장합니다.</li>
		<li>시작을 클릭하여 측정을 시작합니다.</li>
		<li>측정을 7번 반복하고 수집된 데이터를 저장합니다.</li>
		<li>레이저를 끕니다.</li>
	</ol></li>
	<li>데이터 분석<ol><li>저장된 데이터를 데이터 분석 소프트웨어로 가져옵니다( 재료 표 참조).</li>
		<li>저장된 데이터에서 평균 스펙트럼을 계산합니다.</li>
		<li>선 구배 옵션을 선택하여 라만 스펙트럼을 플로팅합니다.</li>
		<li>피크 분석기 도구를 사용하여 스펙트럼의 기준선을 설정합니다.</li>
		<li>신호 프로세스 - 스무딩 기능을 적용하여 스펙트럼을 평활화하여 최종 결과를 얻을 수 있습니다.</li>
	</ol></li>
</ol>

나노셀룰로오스 종이 기반 분석 장치의 마이크로 엠보싱 제작  

<ol><li>Zhu, H., Fang, Z., Preston, C., Li, Y., Hu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+paper%3A+fabrications%2C+properties%2C+and+device+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">Transparent paper: fabrications, properties, and device applications.</a> Energy & Environmental Science. 7 (1), 269-287 (2013).</li>
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이 연구의 주요 초점은 나노 페이퍼에 마이크로 채널을 제조하는 간단한 방법을 개발하는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 PTFE를 금형으로 사용하여 효율적인 엠보싱 기술이 고안되었습니다12. 온도와 엠보싱 압력을 최적화하여 NanoPAD에 대한 신뢰할 수 있는 제조 공정을 확립하기 위해 일련의 실험을 수행했습니다. 또한 다양한 분야에서 NanoPAD의 응용 분야를 조정하기 위해 빠른 참조 테이블을 사용하는 것이 입증되었습니다. 이 방법은 효율적이고 안정적이지만 몇 가지 문제가 발생했습니다. 처음에는 금속이 부드러워서 금형으로 사용되었지만, 접착성 나노페이퍼 겔에서 금속을 제거하는 데 어려움이 있었습니다. 궁극적으로 PTFE는 엠보싱 공정에서 달라붙지 않는 특성과 작동 용이성 때문에 선택되었습니다. 또 다른 과제는 중공 채널의 제작이었습니다. '겔 같은' 나노페이퍼(8 )의 강력한 수소 결합은 2개의 층의 자기 확산 및 접착을 허용하여 외력 없...

최근 나노피브릴화 셀룰로오스(NFC) 종이(나노페이퍼)는 플렉시블 전자, 에너지 소자, 바이오메디컬 1,2,3,4 등 다양한 응용 분야에서 매우 유망한 기판 소재로 부상하고 있습니다. 천연 식물에서 추출한 나노페이퍼는 비용 효율적이고 생체 적합성이 있으며 생분해성이 있어 기존 셀룰로오스 종이 5,6에 대한 매력적인 대안입니다. 그 탁월한 특성에는 표면 거칠기가 25nm 미만인 매우 매끄러운 표면과 조밀한 셀룰로오스 매트릭스 구조가 포함되어 있어 고도로 구조화된 나노 구조를 생성할 수 있습니다7. 나노 페이퍼의 풍부한 수산기 그룹은 조밀하고 조밀하게 포장 된 나노 셀룰로오스 구조8에 기여합니다. 나노페이퍼는 우수한 광학 투명성과 최소한의 광학 헤이즈를 나타내므로 광학 센서에 매우 적합합니다. 또한 고유한 친수성은 두꺼운 구조에서도 펌프가 필요 없는 흐름을 가능하게 하여 자율적인 유체 운동 9,10을 제공합니다. 나노셀룰로오스는 생물학적 센서, 전도성 전자 장치, 세포 배양 플랫폼, 슈퍼 커패시터, 배터리 등 다양한 응용 분야에 적용되어 다목적성과 잠재력을 보여줍니다11,12. 특히, 나노셀룰로오스는 종이 기반 분석 미세유체 장치(μPAD)에 유망하며 기존 크로마토그래피 종이에 비해 고유한 이점을 제공합니다.
지난 10년 동안 μPAD는 경제성, 생체 적합성, 펌프가 필요 없는 작동 및 생산 용이성으로 인해 상당한 주목을 받았습니다13,14. 이러한 장치들은 특히 자원이 제한된 환경에서 효과적인 현장 진단 도구로 부상하고있다 15,16,17. 이 분야의 중요한 발전은 George Whitesides(18)와 Bingcheng Lin 그룹(19)이 개척한 왁스 프린팅의 개발로, 크로마토그래피 종이에 마이크로채널을 통합하여 기능성 μPAD를 생성할 수 있게 되었습니다. 그 후, μPAD는 빠르게 발전하여 단백질 25,26, DNA27,28, RNA 29,30 및 엑소좀31. 이러한 성과에도 불구하고 μPAD는 느린 유속 및 용매 증발 등의 문제에 직면해 있습니다.
나노 페이퍼32,33,34 상에 마이크로 채널을 생성하기위한 몇 가지 방법이 제안되었습니다. 한 가지 접근법은 희생 성분을 재료에 3D 프린팅하는 것을 포함하지만, 펌프가 필요 없는 작동을 제한하는 소수성 코팅을 필요로 한다(33). 또 다른 기술은 접착제를 사용하여 나노 페이퍼 시트 사이에 채널 층을 수동으로 적층하는 것을 포함하는데, 이는 노동 집약적입니다32. 대안적으로, 나노셀룰로오스 섬유를 미리 패턴화된 몰드 상에 스프레이-코팅하는 것은 마이크로채널을 생성할 수 있지만, 이는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 드는 몰드 제조를 수반한다(34). 특히, 이러한 방법은 밀리미터 규모의 마이크로 채널로 제한되어 시약 부피 소비 및 통합과 관련된 미세 유체 장치의 이점을 손상시킵니다. 마이크로미터 단위의 분해능을 가진 간단한 나노페이퍼 마이크로채널 패터닝 공정을 개발하는 것은 여전히 어려운 과제입니다.
본 연구는 실용적인 마이크로엠보싱을 기반으로 한 독특한 나노페이퍼 마이크로채널 패터닝 방법을 제시합니다. 이 접근 방식은 고가의 특수 장비가 필요하지 않고 간단하고 비용 효율적이며 매우 정확하기 때문에 기존 방법에 비해 몇 가지 이점을 제공합니다. 볼록 마이크로채널 금형은 화학적 불활성 및 비점착 특성으로 알려진 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 필름을 레이저 절단하여 제작됩니다. 그런 다음 이 금형을 사용하여 마이크로채널을 나노페이퍼 겔 멤브레인에 엠보싱합니다. 나노 페이퍼 겔의 두 번째 층을 맨 위에 도포하여 닫힌 중공 채널을 만듭니다. 이 패터닝 기술을 사용하여 층류 믹서 및 액적 발생기를 포함한 나노 페이퍼의 기본 미세 유체 장치가 개발됩니다. 또한 표면 강화 라만 현미경(SERS) NanoPAD의 제조가 시연됩니다. 은 나노 입자 기반 SERS 기판의 현장 생성은 두 개의 화학 시약(AgNO3 및 NaBH4)을 채널에 도입하여 낮은 검출 한계(LOD)로 놀라운 성능을 제공합니다.

<table><tbody><tr><td>AgNO<이하 >3</이하 >&nbsp;</td><td>Hushi (Shanghai, China)</td><td>7761-88-8</td><td>>99%</td></tr><tr><td>Ethanol</td><td>Hushi (Shanghai, China)</td><td>64-17-5</td><td>>99%</td></tr><tr><td>Hexadecane</td><td>Macklin (Shanghai, China)</td><td>544-76-3</td><td>>99%</td></tr><tr><td>LabSpec software</td><td>Horiba (Japan)</td><td>LabSpec5</td><td></td></tr><tr><td>Melamine</td><td>Macklin (Shanghai, China)</td><td>108-78-1</td><td>>99%</td></tr><tr><td>NaBH4</td><td>Aladdin (중국 상하이)</td><td>16940-66-2</td><td>>99%</td></tr><tr><td>Origin lab software</td><td>OriginLab (USA)</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Polyethylene terephthalate (PET)&nbsp;</td><td>Myers Industries (Akron, USA)</td>Polytetrafluoroethylene <td></td><td></td></tr><tr><td>films</td><td>Shenzhen Huashenglong plastic material Co., Ltd. (Shenzhen, China)</td><td></td><td>테프론 필름</td></tr><tr><td>PVDF 필터 멤브레인</td><td>EMD Millipore Corporation (미국)</td><td>VVLP04700</td><td>기공 크기: 0.1 &mu; m</td></tr><tr><td>라만 분광계</td><td>Horiba (일본)</td><td>Xplo RA</td><td></td></tr><tr><td>Rhodamine B</td><td>Macklin (상하이, 중국)</td><td>81-88-9</td><td>>95%</td></tr><tr><td>주사 전자 현미경 (SEM)</td><td>FEI(미국)</td><td>Scios 2 HiVac</td><td></td></tr><tr><td>실리콘 웨이퍼</td><td>Horiba (일본)</td><td></td><td>직경: 5mm</td></tr><tr><td>TEMPO 산화 NFC 슬러리</td><td>Tianjin University of Science and Technology</td><td></td><td>1.0 wt% 고체, 카르복실레이트 수준 2.0 mmol/g 고체, 평균 나노 섬유 직경: 10 nm</td></tr></tbody></table>

마이크로엠보싱: 나노셀룰로오스 종이 기반 미세유체역학에서 마이크로채널을 제작하기 위한 편리한 공정

Microembossing: A Convenient Process for Fabricating Microchannels on Nanocellulose Paper-Based Microfluidics

나노피브릴화 셀룰로오스에서 추출한 나노페이퍼는 미세유체 응용 분야의 유망한 소재로 상당한 관심을 불러일으켰습니다. 그 매력은 매우 매끄러운 표면, 뛰어난 광학 투명성, 나노 스케일 다공성을 가진 균일한 나노섬유 매트릭스 및 맞춤형 화학적 특성을 포함한 다양한 우수한 품질에 있습니다. 나노 페이퍼 기반 미세 유체 공학의 급속한 성장에도 불구하고 실제 응용 분야에 중요한 3D 프린팅, 스프레이 코팅 또는 수동 절단 및 조립과 같이 나노 페이퍼에 마이크로 채널을 만드는 데 사용되는 현재 기술은 여전히 특정 한계, 특히 오염에 대한 민감성을 가지고 있습니다. 또한 이러한 방법은 밀리미터 크기의 채널 생산으로 제한됩니다. 이 연구는 간단한 마이크로 엠보싱 작업을 위해 편리한 플라스틱 마이크로 몰드를 사용하여 나노 종이에 마이크로 채널을 제작하여 최소 200μm의 너비를 달성하는 간단한 프로세스를 소개합니다. 개발된 마이크로채널은 기존 접근 방식을 능가하여 4배 개선을 달성했으며 45분 이내에 제작할 수 있습니다. 또한 제작 매개변수가 최적화되었으며 애플리케이션 개발자를 위한 편리한 빠른 참조 테이블이 제공됩니다. 표면 강화 라만 분광법을 사용하여 로다민 B 감지를 위해 설계된 층류 혼합기, 액적 발생기 및 기능성 나노페이퍼 기반 분석 장치(NanoPAD)에 대한 개념 증명이 시연되었습니다. 특히, NanoPAD는 향상된 검출 한계와 함께 탁월한 성능을 보여주었습니다. 이러한 뛰어난 결과는 나노페이퍼의 우수한 광학 특성과 최근에 개발된 정확한 마이크로 엠보싱 방법에 기인할 수 있으며, 이를 통해 NanoPAD의 통합 및 미세 조정이 가능합니다.

나노 페이퍼에 마이크로 채널 패턴을 만드는 독특한 방법은 편리한 마이크로 엠보싱 기술을 통해 실용적인 플라스틱 마이크로 몰드를 활용하여 고안되었습니다. 특히, 이 방법은 200μm의 작은 스케일에서 마이크로채널 패터닝을 달성하는데, 이는 기존 방법에 비해 4배 개선된 것이다(32,33,34). 패터닝 매개변수를 미세 조정한 후, 제공된 가이드라인은 제조 공정에서 우수한 반복성을 나타내며 표준 편차가 최소화되는 것이 특징입니다. 폭에서 관찰된 가장 높은 변화는 2.5%에 불과한 반면 깊이의 경우 9%입니다. 또한 그림 2E,F는 애플리케이션 개발을 위한 가이드 역할을 하기 위해 포함되었습니다.
개발된 SERS-NanoPAD의 실제 적...

이 프로토콜은 간단한 마이크로 엠보싱 작업을 위해 편리한 플라스틱 마이크로 몰드를 사용하여 나노 피브릴화 셀룰로오스 종이에 마이크로 채널을 제작하여 최소 너비 200μm를 달성하는 간단한 프로세스를 설명합니다.

Nanopaper, derived from nanofibrillated cellulose, has generated considerable interest as a promising material for microfluidic applications. Its appeal ...

우리의 연구는 기존 종이와 달리 혁신적인 기판으로 나노 종이를 소개합니다. 나노페이퍼는 광학적 투명성, 탁월한 부드러움 및 화학적 적응성을 제공합니다. 지금 기질은 능률적인 microchannel 제작 방법이 지금 부족해, microfluidics에 있는 그것의 넓은 채용을 제한하.레이저 절단 및 마이크로 또는 나노 3D 프린팅을 포함한 제조 기술의 발전으로 모터 정밀도가 크게 향상되었습니다. 결과적으로, 그것은 microfluidic 제작의 정밀도를 단순화하고 강화했습니다. 또한 나노셀룰로오스 종이와 같은 혁신적인 기판 재료의 이미지는 종이 기반 분석 미세유체 장치의 성능을 더욱 활성화했습니다.현재 우리가 직면한 실험적 과제 중 하나는 레이저 절단 가공으로, 대부분의 폭을 200마이크로미터로 제한하고 마이크로채널 정확도에 영향을 미칩니다. 이를 극복하기 위해 향후 연구에서는 나노페이퍼 기반 분석 미세유체 장치에서 더 높은 정밀도 수준을 달성하는 것을 목표로 MoS용 나노-3D 프린팅을 탐구할 것입니다. 대조적으로, 3D 프린팅, 스프레이 코팅 또는 수동 절단 및 조립과 같은 나노 셀룰로오스 종이의 마이크로 채널 제조 기술을 확립하기 위해 당사의 방법은 뚜렷한 이점을 제공합니다.단순성과 뛰어난 정확도를 결합하여 사용자 친화성, 비용 효율성, 시간 효율성 및 마이크로미터 수준의 매크로 채널 조정을 보장합니다. 우리의 발견은 nanopaper에 microchannels를 날조하고 결국 nanopaper 근거한 microfluidic 장치를 만들기를 위한 새롭고 정확하고 간단한 방법을 제공합니다. 큰 그림에서 이 방법을 사용하면 기존 종이 기판 나노페이퍼를 미세유체공학 분야에서 쉽게 사용할 수 있습니다.

microembossing-convenient-process-for-fabricating-microchannels-on

Research

연구

JoVE Journal

Engineering

공학

여기 핫 엠보싱 및 열 실링을 사용하여 열가 소성 microfluidic 칩을를 조작하는 방법을 보여줍니다. 그럼 우리가 합성 고체 위상 열을 형성 밀봉된 칩을 통해 현장 조명 감독 접목 표면 중합에 사용하는 방법을 보여줍니다.

열가 소성 Microfluidic 채널 제작

우리는 세 차원 세포 배양을위한 다공성 고분자 칩의 microfabrication 두 가지 프로세스를 제시한다. 첫 번째는 용매 증기 용접 공정과 결합 핫 엠보싱입니다. 두 번째는 생산의 중요한 단순화하기 위해 선도적인 이온 트랙 기술과 함께 최근에 개발된 microthermoforming 프로세스를 사용합니다.

입체 세포 배양을위한 칩 크기의 공사장 공중 발판의 Microfabrication

bioprinter로 HP 데스크젯 500 프린터를 변환하는 데 사용 방법의 설명입니다. 프린터 멤브레인에 과도 모공의 원인이 생활 세포를 처리할 수있다. 이러한 모공은 인쇄 세포에 형광 G-actin을 포함한 작은 분자를, 통합하기 위해 활용할 수 있습니다.

일반 잉크젯 프린터를 사용하여 과도 세포막의 세공 만들기

마이크로 - 온 - 칩 플랫폼은 포토 리소그래피 리플 로우 레지스트 기술, 소프트 리소그래피, 그리고 미세 유체의 조합에 의해 개발되었다. endothelialized 마이크로 플랫폼은 생체 내 미세 혈관에서의 3 차원 (3D) 구조를 모방 제어 지속적인 혈류의 흐름에서 실행하고, 고품질의 실시간 영상을 허용하고 미세 혈관 연구에 적용 할 수 있습니다.

멀티 깊이 원형 단면 Endothelialized 마이크로 채널 - 온 - 칩의 개발을위한 절차

홈마이크로유체 채널을 통과하는 2개의 인접한 유체는 사전 중합체 코어 주위의 칼집을 형성하도록 지시될 수 있다; 따라서 모양과 단면을 모두 결정합니다. 티올 클릭 화학과 같은 광숙련 중합화는 코어 유체를 소정의 크기와 모양으로 미세화로 빠르게 고화시키는 데 적합합니다.

미리 설계된 크기와 모양의 중합체 및 바이오 하이브리드 섬유의 미세 유체 제조

우리는 3D 종이 마이크로 유체 소자를 구성하는 패터닝 된 에어로졸 접착제의 사용을 입증한다. 접착제 신청서이 방법은 단일 사용 장치 활성화 층간 반영구 결합은 비파괴 사용 후 접이식 복잡한 비평면 구조를 용이하게하기 위해 분해된다.

3D 종이 미세 유체 장치를 구축하기 위해 접착제 패터닝을 사용하여

우리는 구체적 방법은 면역 분석법의 개발에 사용하기위한 입체 종이 기반의 미세 유체 소자를 제작한다. 장치 어셈블리에 대한 우리의 접근 방식은 다층의 종류, 첨가제 제조입니다. 우리는 종이 기반 디바이스의 이러한 유형의 대표적인 결과를 제공하는 샌드위치 면역 분석을 보여준다.

면역 측정법에 대한 3 차원 종이 기반 미세 유체 장치의 제작

여기에서 우리는 최소한의 재정적 및 시간 적 투자로 맞춤형 미세 유체 장치를 설계하고 제작하는 프로토콜을 제시합니다. 목표는 생물 의학 연구 실험실 및 교육 환경에서 미세 유체 기술의 채택을 용이하게하는 것입니다.

연구 및 교육 응용 프로그램을 위한 맞춤형 미세 유체 장치의 신속한 제조

산화 그래핀 윈도우를 갖춘 새로 개발된 마이크로 패턴 칩은 미세 전자 기계 시스템 기술을 적용하여 제작되어 다양한 생체 분자 및 나노 물질의 효율적이고 높은 처리량의 극저온 전자 현미경 이미징을 가능하게합니다.

높은 처리량의 극저온 전자 현미경을 위해 두께 조절이 가능한 마이크로 패턴 칩 제조

미세 유체 공학은 진단 테스트 개발을위한 강력한 도구입니다. 그러나 값비싼 장비와 재료, 힘든 제조 및 취급 기술이 필요한 경우가 많습니다. 여기에서는 저비용 및 사용이 간편한 환경에서 자성 마이크로 및 나노 입자 기반 면역 분석을위한 아크릴 미세 유체 장치의 제조 프로토콜에 대해 자세히 설명합니다.

컴퓨터 수치 제어 자기 나노 입자 기반 면역 분석에 대한 엇갈린 제한이있는 미세 유체 아크릴 장치의 마이크로 밀링

배우세요 나노셀룰로오스 종이 기반 미세유체역학에서 마이크로엠보싱을 이용한 마이크로채널 제작 방법을. 플라스틱 마이크로몰드를 사용하여 200µm 폭의 정밀한 채널을 구현하고 광학적 투명성과 화학적 적응성을 활용한 분석 장치 개발에 활용할 수 있습니다.

마이크로엠보싱: 나노셀룰로오스 종이 기반 미세유체역학에서 마이크로채널을 제작하기 위한 편리한 공정

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