Описанный подход может быть легко модифицирован для изготовления клапанов различных форм для других применений, таких как удержание жидкости. Действительно, гибкость этого протокола также позволяет изменять толщину нижнего слоя и, следовательно, мембраны PDMS, от нескольких десятков до нескольких сотен микрон для выполнения любого интересующего приложения. Более того, размеры структур в каждом слое устройства могут быть оптимизированы для желаемого применения, а различная высота структур на мастер-формах может быть просто достигнута путем вращения фоторезиста с различными скоростями. Вращение фоторезиста с более высокой скоростью приводит к образованию более тонких структур.
Для более эффективного выполнения протокола крайне важно обеспечить чистое помещение для изготовления мастер-форм; В противном случае процедура изготовления приведет к дефектным мастер-формам и, следовательно, к непригодности микрофлюидных устройств. В этом протоколе следует подчеркнуть два важнейших аспекта: 1) постоянную температуру печи, которая должна быть отрегулирована до 80 °C, и 2) запрограммированный период времени между процессами, который должен точно соблюдаться. Любое изменение температуры и временных рамок в протоколе может привести к появлению несвязанных чипов и, следовательно, к неработоспособности устройств.
«Свободные от турбулентности» условия, обычно встречающиеся в микрофлюидных системах, в последнее время были использованы для создания микроструктур или молекулярных материалов внутри30 и за пределами однослойных микрофлюидных чипов31. В двухслойных микрофлюидных чипах режим ламинарного потока и, следовательно, граница раздела, создаваемая между непрерывными сопотоками, могут быть манипулированы с помощью пневматических сепараторов18,28. Эти устройства также обеспечивают эффективный контроль над синтетическим путем, что, в свою очередь, приводит к точной локализации и захвату на поверхностях18.
Как упоминалось ранее, пневматическое приведение в действие двухслойных микрофлюидных чипов ранее использовалось для различных применений, таких как захват клеток20, исследования ферментативной активности21 и кристаллизация белка24. Тем не менее, основная цель представленного подхода состоит в том, чтобы предложить платформу, которая будет использоваться для захвата и направления координационного пути кристаллического молекулярного материала и управления химическими реакциями на захваченные на кристалле структуры18,25.
Описанный метод позволяет не только улавливать анизотропные структуры, но и может быть использован для локализации частиц на поверхностях. Будущие исследования могут быть эффективно направлены на разработку новых форм клапанов для дополнительного применения в биологии, материаловедении и сенсорных технологиях. Комбинация клапанов различной формы, а также измененной высоты каналов и толщины мембраны может быть использована для выполнения конкретных задач, таких как химические исследования на основе диффузионного смешивания и локализации роста материала.
Еще одним применением описанных микрофлюидных платформ является контролируемое химическое легирование кристаллов, которое может привести к рационализированному образованию границ раздела в кристаллических структурах19. Этот подход также предусматривает широкий спектр постобработки захваченных на кристалле структур; методология, которая, несомненно, откроет новые горизонты в материаловедении.
Важно подчеркнуть, что количество технологий, позволяющих проводить управляемые химические реакции в динамических условиях и на кристаллическом веществе, в настоящее время очень ограничено, что делает этот подход очень привлекательным в областях, связанных с материалами. Однако основным ограничением этой технологии является использование PDMS. Эластомер PDMS несовместим со многими органическими растворителями, что ограничивает количество реакций, которые могут быть проведены внутри этих микрофлюидных чипов. В будущем будет крайне необходима разработка других эластомеров, которые могут быть устойчивыми и устойчивыми к более широкому числу органических растворителей, чтобы расширить эту область исследований на другие материалы и химические вещества.