Mikrofluidy i druk 3D: świat na żetonach

W mikroprzepływach ciecze poruszają się małymi kanałami w kontrolowany sposób. Kanały mają czasami grubość milimetra i mogą wynosić tylko kilka mikronów lub więcej. W tej skali urządzenie mikroprzepływowe umożliwia mieszanie, zmienianie i testowanie cieczy za pomocą pomp i zaworów lub efektów kapilarnych. Mikrofluidics umożliwia przeprowadzenie eksperymentu na urządzeniu mikroprzepływowym o wielkości karty kredytowej. Zwykle to urządzenie będzie miało małe kanały o określonej konstrukcji i geometrii dla tego jednego eksperymentu lub typu eksperymentów. Ten eksperyment może być szybszy i wymagać będzie znacznie mniej odczynników, niż gdybyś musiał to zrobić w starym stylu. Możesz także zaprojektować swoje urządzenie mikroprzepływowe w taki sposób, aby przeprowadzać wiele eksperymentów równolegle

Mikrofluidyki mogą zatem znacznie uprościć i przyspieszyć wiele testów, eksperymentów i reakcji chemicznych. Media (w tym my!) Są najbardziej podekscytowane takimi rzeczami, jak "serce na czipie". "Laboratorium na chipie", nerka na chipie itp .; Mikrofluidyczne urządzenie tak dobrze symuluje warunki serca, że ​​można eksperymentować na nim, a nie na prawdziwym sercu. Więc zamiast wykonać jeden kosztowny eksperyment na prawdziwym sercu lub sercu świni, wykonujemy milion eksperymentów na sercach na chipie. Wyobraź sobie oszczędności i możliwości dla producentów leków i lekarzy? Moglibyśmy spróbować projektu "Ludzka patologia", aby zobaczyć, jakie substancje zabijają nas lub w sposób "brutalnej siły", rozbijają choroby, próbując po prostu tysięcy lub milionów substancji mniej lub bardziej losowo. I nie pukaj losowo, Penicylina została odkryta również przez przypadek. Mikrofluidy można całkowicie zmienić sposób odkrywania narkotyków.

Znaczące ulepszenie testów medycznych w ten sposób byłoby wystarczającym przełomem w wielu technologiach, ale mikrofluidycy chcą więcej. Ponieważ jeśli uda mi się zrobić malutkie koktajle mierzone w mikrolitrach (milionową litr), to mogę też zrobić wiele innych reakcji. W mikroskali o wysokiej wydajności, urządzenia optyczne można wytwarzać za pomocą mikroprzepływów, spersonalizowane partie leków można mieszać (być może w ciele !, laboratorium na pigułce?), Tanie testy medyczne mogą być wykonane na wiele dolegliwości i moglibyśmy mają bardzo zlokalizowane i kontrolowane reakcje chemiczne (np. baterie do robotów miękkich lub nanobotów). Podobnie jak druk 3D i laser, mikrofluidyka jest jedną z tych, które zmieniają wszystkie technologie. Jeśli opracujemy urządzenia do projektowania, wytwarzania, zasilania i użytkowania urządzeń mikrofluidycznych, to wiele rzeczy się zmieni, tak wiele możemynie wiadomo, jakie to będzie miało skutki. Ostatecznie marzeniem byłoby urządzenie uniwersalnego mikroprzepływu, które może dowolnie zmieniać kanały, aby wykonywać wiele różnych eksperymentów lub tylko uprzemysłowienia produkcji urządzeń mikroprzepływowych, aby stało się ono bardzo niedrogie. W tej chwili urządzenia te są bardzo niestandardowe i wykonane w wielu różnych technologiach produkcyjnych.

Tu właśnie pojawia się drukowanie 3D. Widzisz, do tej pory ci biedni ludzie chcieli zmienić świat używając tylko dwóch wymiarów. Wszystko zostało wytrawione lub pocięte na zamknięte urządzenie z ograniczeniami dwuwymiarowego wytwarzania. Ponadto wiele urządzeń mikroprzepływowych musi być całkowicie zamkniętych, więc były one bardzo ograniczone pod względem tego, w jaki sposób mogły wytwarzać urządzenia mikroprzepływowe i miały bardzo ograniczoną swobodę projektowania. Jak wiemy, jeśli tworzysz i warstwa po warstwie, podobnie jak drukowanie 3D, możesz tworzyć o wiele więcej geometrii. Technologie takie jak femtoprint, nanoprinting i Direct Write są bardzo ekscytujące. Stereolitografia, druk atramentowy i DLP mogą być również wykorzystywane do wytwarzania urządzeń mikroprzepływowych. Rzeczywiście, do wytwarzania kanałów można stosować druk atramentowy i interesujące byłoby zobaczyć atramentowe urządzenie drukarskie jako możliwą technologię do osadzania cieczy i wytwarzania zmiennych kanałów mikroprzepływowych. Jeśli można zmienić kolejność istniejących kanałów lub po prostu je łatwo usunąć, a następnie wydrukować nowy, to jedna maszyna testująca może wykonać wiele różnych eksperymentów.