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用于快速微器件原型制作的优质微通道:采用高效化学后处理的直接二氧化碳激光刻写技术

DOI:10.1007/s10404-019-2291-1 期刊:Microfluidics and Nanofluidics 出版年份:2019 更新时间:2025-09-19 17:13:59
摘要: 快速、简易的微通道原型制作对现代微流控器件与平台的开发至关重要。采用商用连续波(CW)CO?激光切割(烧蚀)结合热键合,是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等热塑性塑料原型制作最常用的方法之一。然而该技术存在通道质量难以控制、溶剂后处理结果不稳定以及热键合一致性差等问题。我们通过系统研究CW CO?激光对PMMA的通道烧蚀工艺,攻克了这些难题。新型溶剂处理方法显著提升了微通道质量与加工一致性,且残留溶剂可忽略不计。经处理的材料热键合强度提升四倍,同时完全保持了PMMA优异的光学透明性。作为概念验证,采用该新方法制作了高质量三层微流控原型并展示了其性能。
作者: Matheus J. T. Vargas,David E. Williams,M. Cather Simpson,Michel Nieuwoudt,Rui Ming Yong,Frederique Vanholsbeeck
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研究概述 实验方案 设备清单

开发一种快速、简单的微通道原型制作技术,用于现代微流控器件和平台,采用CO2激光烧蚀和新型溶剂处理方法以提高微通道质量和加工一致性。

所开发的方案通过二氧化碳激光烧蚀和一种新型溶剂处理技术,实现了微流控电路的快速原型制作,并能形成优质通道。该方法在保持光学清晰度的同时显著提升了微通道质量和键合强度,为资源有限的实验室提供了经济高效的解决方案。

该研究仅以PMMA作为基材材料,未经进一步研究可能无法直接适用于其他热塑性塑料。由于溶剂渗透困难,溶剂处理的效果会随着通道深度增加而减弱。

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