Stampa 3D su vetro per l’integrazione diretta dei sensori con la microfluidica

Microfluidica stampata in 3D su vetro per integrare i sensori

Nella recente stampa 3D su vetro per l’integrazione diretta dei sensori , gli autori M. Neubauer, M. McGlennen, S. Thomas e S. Warnat esplorano ulteriori metodi per perfezionare la microfluidica stampata in 3D. In questo studio, i ricercatori hanno creato un approccio per fabbricare canali su substrati di vetro.

Man mano che i processi di produzione additiva diventano un metodo realistico per fabbricare dispositivi fluidici, usando la polimerizzazione in vasca (la sigla VPP), la stereolitografia (SLA) e l’elaborazione della luce digitale (DLP), i ricercatori hanno davanti a loro molte opzioni diverse per la ricerca come l’integrazione dei sensori. I substrati di vetro offrono un modo per creare canali non solo otticamente trasparenti, ma offrono anche un modo per incorporare un sensore di impedenza-conducibilità basato sul vetro all’interno del canale di flusso stampato in 3D.

Per il processo di stampa 3D, i ricercatori hanno scelto una MiiCraft 50 , insieme alla resina trasparente BV007.

“Usando una guarnizione in silicone e una pompa per vuoto a membrana (Masis, GZ35-12), durante il processo di stampa è stato possibile tenere in posizione un vetrino e rilasciarlo rapidamente in seguito. Lo scivolo di vetro sporgeva leggermente dal piano della piastra di costruzione; questa distanza è stata misurata e spiegata nel software della stampante “, hanno spiegato i ricercatori.

“Il montaggio del vetro a filo con il bordo dell’inserto ha permesso di fare riferimento al bordo del vetro nel software in modo che le stampe potessero essere allineate con precisione ai bordi del vetro stesso con una ripetibilità migliore di 100 μ m.”

Immagine del sensore micro-lavorato utilizzato in questo lavoro.

Il team di ricerca ha selezionato applicazioni di esempio per abbinare i sensori, ma potrebbero anche essere utilizzate in una vasta gamma di applicazioni. La piastra di costruzione, il trattamento con silano e altro ancora, potrebbe essere utilizzato con altri hardware e materiali.

“Il substrato di vetro è esso stesso una parte del canale e consente un accesso ottico ideale. Le misurazioni della resistenza, la spettroscopia Raman e gli spettri di impedenza mostrano che le proprietà del sensore non sono interessate e che nessuna resina o sostanza chimica viene lasciata sulla superficie di rilevamento dopo la stampa sul sensore. La vitalità di materiali diversi da Au potrebbe essere testata per altre applicazioni con tecniche simili “, hanno concluso i ricercatori.

“Applicando gli stessi metodi per la realizzazione dei dispositivi, qualsiasi numero di dispositivi può integrarsi con una struttura stampata in 3D. Le limitazioni alla progettazione del dispositivo sono generalmente associate alla stampante 3D, alla sua risoluzione e alle resine compatibili. Questi problemi diventeranno meno diffusi man mano che la tecnologia in questo campo in rapido progresso migliora e diventa disponibile. Nel complesso, questo processo trarrà vantaggio da tutti i progressi nelle tecnologie di stampa 3D, diventando una strada sempre più praticabile per l’integrazione di sensori-packaging per il bio-sensing. ”