Un gruppo di ricercatori guidato da Huachao Mao, professore associato di ingegneria tecnologica presso il Polytechnic College della Purdue University, ha sviluppato un metodo per produrre sistemi microfluidici con un’elevata precisione e costi ridotti. La tecnica sfrutta il processo di Vat Photopolymerization (VPP) e consente la realizzazione di microcanali stratificati con una profondità di 10 micrometri e una larghezza di 100 micrometri. Questa soluzione potrebbe avere applicazioni in diversi settori, tra cui biomedicina, analisi ambientale, geologia e manifattura.
L’importanza dei sistemi microfluidici
I sistemi microfluidici vengono impiegati per analizzare piccole quantità di sostanze in modo rapido ed efficiente. In ambito biomedico, sono fondamentali per lo studio delle cellule tumorali e lo sviluppo di soluzioni diagnostiche portatili. La loro efficacia dipende dalla precisione delle strutture che li compongono, ma i metodi tradizionali per realizzarli risultano complessi e costosi. La produzione convenzionale richiede infatti più fasi di lavorazione e l’uso di apparecchiature avanzate all’interno di ambienti controllati come le camere bianche.
Un approccio più efficiente con la fotopolimerizzazione
Secondo Huachao Mao, l’uso della VPP permette di ottenere sistemi microfluidici trasparenti con una risoluzione maggiore rispetto ai metodi tradizionali, rendendo possibile la produzione di canali con una larghezza di 100 micrometri.
“Una delle evoluzioni più interessanti della VPP è l’adozione della tecnologia LCD, che sfrutta la luce ultravioletta per solidificare i fotopolimeri” – ha spiegato Mao.
Uno degli aspetti più significativi di questo metodo è la capacità di creare strutture complesse con una geometria dei canali estremamente precisa, il tutto in un’unica fase di lavorazione. Questo elimina la necessità di operazioni di rifinitura post-produzione, riducendo in modo significativo i costi e i tempi di realizzazione. Inoltre, questa tecnologia consente di integrare i sistemi microfluidici in dispositivi portatili, rendendoli utilizzabili per diagnosi rapide in loco.
“I processi convenzionali per la produzione di sistemi microfluidici richiedono numerosi passaggi, attrezzature di alto livello e ambienti di lavoro altamente controllati, aumentando tempi e costi” – ha sottolineato Mao.
Sviluppo e prospettive future
Le ricerche vengono condotte presso il Laboratorio di Manifattura Additiva e Intelligente della Purdue University. L’obiettivo è dimostrare come la stampa 3D possa ottimizzare i processi produttivi in settori che richiedono standard elevati di precisione e trasparenza. Se questa tecnologia dovesse trovare applicazione su larga scala, potrebbe rappresentare un’alternativa più accessibile ed efficiente ai metodi attualmente impiegati nella produzione di dispositivi microfluidici.
