A impressão a jato de aerossol pode revolucionar a fabricação de dispositivos microfluídicos


A impressão a jato de aerossol revoluciona 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 Microssistemas e Nanoengenharia, 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. Esse 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

Citação: A impressão a jato de aerossol pode revolucionar a fabricação de dispositivos microfluídicos (2024, 1º de fevereiro) recuperado em 1º de fevereiro de 2024 em https://phys.org/news/2024-02-aerosol-jet-revolutionize-microfluidic-device.html

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