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                新闻动态 / 高空作业升降平台车百科

                黑龙江高空作业升降平台车:使用乐高积木开发微流体的新平台

                 

                微流体领域涉及精确操作亚毫米级流体的微小装置。这种装置通常采用扁平的二维芯片的形式,用微小的通道和端口蚀刻,这些通道和端口被布置成执行各种操作,例如混合,分类,泵送和流体存储时的流体。

                现在黑龙江高空作业升降平台车的团队,除了这种芯片实验室设计之外,已经找到了另一种“互锁,注塑成型块”的微流体平台 – 或者,正如我们大多数人所知,它是乐高积木。

                “黑龙江高空作业升降平台车是日常制造物体中精确度和??榛拿匀死?,”黑龙江高空作业升降平台车机械工程副教授黑龙江高空作业升降平台车说。

                事实上,乐高积木的制造非常一致,无论在世界的哪个地方,都可以保证任何两块砖都可以排列并安全地固定到位。鉴于这种高精度和一致性,黑龙江高空作业升降平台车的研究人员选择乐高积木作为新??榛⒘魈迳杓频幕?。

                在发表在芯片实验室的一篇论文中 ,该团队描述了将小通道微型化成黑龙江高空作业升降平台车并将每个“流体砖”的出口定位为与另一块砖的入口精确对齐。然后研究人员用粘合剂密封每块改性砖的墙壁,使??榛璞敢子谧樽昂椭匦屡渲?。

                每块砖都可以设计有特定的通道模式来执行特定任务。到目前为止,研究人员已将砖块设计为流体电阻器和混合器,以及液滴发生器。它们的流体砖可以咬合在一起或拆开,以形成??榛⒘魈遄爸?,其执行各种生物操作,例如分选细胞,混合流体和过滤掉感兴趣的分子。

                “你可以建造一个类似于你如何建造一个乐高城堡的微流体系统 – 一砖一瓦,”*一作者,黑龙江高空作业升降平台车机械工程系研究生黑龙江高空作业升降平台车说?!拔颐窍M?,其他人可能会使用乐高积木制作一套微流体工具?!?/p>

                黑龙江高空作业升降平台车的工程师使用黑龙江高空作业升降平台车制作微流体???br /> 在流动砖上进行*后润色。工程师使用黑龙江高空作业升降平台车使??榛?br /> 特写镜头的乐高积木,用微小的流体通道研磨
                工程师通过黑龙江高空作业升降平台车使??榛?br /> 黑龙江高空作业升降平台车的研究人员使用台式微型加工机将小通道钻入乐高积木的侧壁。图片:Melanie
                ??榛?/p>

                哈特还是黑龙江高空作业升降平台车制造与生产力和机械合成组实验室主任,主要研究新制造工艺,应用范围从纳米材料到大规模3D打印。

                “多年来,我对微流体领域进行了外围曝光,并且微流体设备的原型设计通常是一个困难,耗时,资源密集的过程,”黑龙江高空作业升降平台车说。

                欧文斯曾在微流体实验室担任本科生,他亲眼目睹了在芯片上设计实验室的艰苦努力。加入黑龙江高空作业升降平台车的团队后,她渴望找到简化设计流程的方法。

                大多数微流体设备包含在一个芯片上执行多个操作的所有必要通道和端口。欧文斯和哈特寻找的方法实质上是爆炸这个单芯片平台并使微流体??榛?,将单个操作分配给单个??榛虻ピ?。然后,研究人员可以混合和匹配微流体??橐灾葱懈髦肿楹虾筒僮餍蛄?。

                为了实现??榛杓?,Owens和黑龙江高空作业升降平台车发现了乐高积木中的完美模板,其长度与典型的微流体芯片一样长。

                “由于黑龙江高空作业升降平台车价格低廉,易于获取,尺寸和安装,拆卸和装配的可重复性一致,因此我们询问乐高积木是否可以成为创建微流体或流体砖工具箱的方法,”黑龙江高空作业升降平台车说。

                从一个想法建立

                为了回答这个问题,该团队购买了一套标准的,现成的乐高积木,并尝试了各种方法将微流体通道引入每块砖中。最成功的方法是微铣削,这是一种成熟的技术,通常用于在金属和其他材料中钻出*细的亚毫米特征。

                欧文斯使用台式微型铣刀*先将一个简单的500微米宽的通道铣入标准乐高积木的侧壁。然后,她在墙上贴了一层透明薄膜,将其密封,并将液体泵入砖的新研磨通道。她观察到流体成功地流过通道,证明了砖作为流动电阻器 – 一种允许*少量流体流过的装置。

                使用同样的技术,她通过铣削一个水平的Y形通道,并通过Y的每个臂发送不同的流体来制造流体混合器。在两个臂相遇的情况下,流体成功地混合。Owens还通过在其墙壁上铣削T形图案将黑龙江高空作业升降平台车砖变成了液滴发生器。当她将液体泵入T的一端时,她发现一些液体从中间落下,在离开砖块时形成一滴液体。

                为了展示??樾?,欧文斯在一个标准的乐高底板上制作了一个原型,该底板由几块砖组成,每块砖都设计成在泵送流体时执行不同的操作。除了制作流体混合器和液滴发生器之外,她还配备了带有光传感器的乐高积木,精确定位传感器,以便在流体通过同一位置的通道时测量光线。

                欧文斯说,该项目最难的部分是弄清楚如何将砖块连接在一起,而不会漏出流体。虽然乐高积木设计用于牢固地卡入到位,但砖之间仍有小的间隙,尺寸在100到500微米之间。为了密封这个间隙,欧文斯在每个入口和出口周围用砖砌成了一个小的O形圈。

                “O形圈适合铣成砖表面的小圆圈。它被设计成伸出一定量,所以当另一块砖放在它旁边时,它压缩并在砖之间形成可靠的流体密封。这可以简单地将一块砖放在另一块砖旁边,“欧文斯说?!拔业哪??标是让它直接使用?!?/p>

                “一种简单的建立方式”

                研究人员指出他们的方法只有几个缺点。目前,他们能够制造数十微米宽的通道。然而,一些微流体操作需要更小的通道,这不能使用微磨技术制造。此外,由于乐高积木由热塑性塑料制成,它们可能无法承受有时在微流体系统中使用的某些化学物质的暴露。

                “我们一直在试验不同的涂层,我们可以在表面上制作乐高积木,因为它们与不同的液体相容,”欧文斯说?!袄指呋疽部梢杂闷渌牧现瞥?,例如具有高温稳定性和耐化学性的聚合物?!?/p>

                目前,基于乐高的微流体装置可用于操纵生物流体并执行诸如分选细胞,过滤流体和将分子包封在单个液滴中的任务。该团队目前正在设计一个网站,其中包含有关其他人如何使用标准乐高积木设计自己的流体砖的信息。

                “我们的方法为微流体设备的原型设计提供了一个可访问的平台,”黑龙江高空作业升降平台车说?!叭绻胍圃斓纳璞咐嘈鸵约澳褂玫牟牧鲜屎险庵帜?榛杓?,那么这是一种为实验室研究构建微流体设备的简便方法?!?/p>

                这项研究得到了*家科学基金会研究生研究奖学金,黑龙江高空作业升降平台车机械工程系黑龙江高空作业升降平台车奖学金,黑龙江高空作业升降平台车林肯实验室*级概念委员会,

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