Microcanali rappresentativi di fluoropolimero riempiti con acqua contenente coloranti acquosi. Attestazione:SUTD
Un'ampia gamma di applicazioni si basa su dispositivi microfluidici realizzati con gomme siliconiche come il polidimetilsilossano (PDMS), compresa la sintesi dei materiali, separazione e smistamento, diagnostica e bioanalisi. La popolarità del PDMS nei laboratori accademici è dovuta alla semplicità della fabbricazione e alle proprietà ben caratterizzate del PDMS. Però, PDMS non è compatibile con solventi organici forti, che gonfiano rapidamente i materiali a base di silicone. A tal fine, sono desiderabili canali microfluidici che possiedano compatibilità chimica e solvente.
Un team di ricerca della Singapore University of Technology and Design (SUTD), guidato dall'assistente professore Michinao Hashimoto, ha sviluppato un metodo semplice per fabbricare microcanali utilizzando fluoropolimeri, una classe generale di polimeri compreso il teflon che sono altamente inerti contro l'esposizione a sostanze chimiche e solventi. Il gruppo di ricerca ha applicato la xurografia, un metodo di fabbricazione digitale per tagliare pellicole con una lama di rasoio controllata dal movimento per creare stencil. Tramite questa tecnica, hanno tagliato film di fluoropolimeri e li hanno pressati a caldo per formare microcanali. Ci vuole meno di un'ora per creare microcanali dalla progettazione all'assemblaggio utilizzando questo metodo.
Il team di ricerca ha identificato le condizioni corrette di pressatura a caldo (cioè temperatura, tempo e pressione) per due comuni fluoropolimeri:politetrafluoroetilene (PTFE) ed etilene propilene fluorurato (FEP). Per di più, il team ha confermato la resistenza dei canali microfluidici del fluoropolimero a una serie di solventi organici che sarebbe incompatibile con i dispositivi tipici fabbricati in PDMS.
Il ricercatore principale, il dott. Hashimoto, ha affermato:"Questo lavoro è la prima dimostrazione di fabbricare rapidamente canali microfluidici utilizzando fluoropolimeri. I microcanali costituiti da fluoropolimeri possono essere utili nell'esecuzione della sintesi organica di materiali e farmaci, nonché nella regolazione dell'adesione di molecole biologiche, cellule e batteri. Questo metodo è estremamente semplice, e crediamo che possa essere eseguito letteralmente da qualsiasi ricercatore, compresi i non ingegneri, per varie applicazioni che richiedono le proprietà inerti e non reattive dei canali".
Questa nuova tecnica di prototipazione è stata pubblicata in Biomicrofluidica , una rivista rispettabile focalizzata sulla ricerca in tecniche microfluidica e nanofluidica uniche. Uno studente in visita SUTD (Takuma Hizawa) e due ricercatori post-dottorato (Atsushi Takano, Pravien Parthiban) ha partecipato a questo progetto insieme agli autori senior (Prof. Eiji Iwase, Università Waseda, Giappone, e il prof. Patrick Doyle, MIT, STATI UNITI D'AMERICA).