In den Anfängen der Mikrofluidikforschung wurden die Geräte meist aus Silizium oder Glas hergestellt. Die Materialoptionen waren begrenzt, da für die Herstellung von Chips die Fotolithografie verwendet wurde. Insbesondere Glas wurde als gute Wahl angesehen, da es optisch transparent und elektrisch isolierend ist und zudem ein amorphes Material darstellt.
Doch die Zeiten haben sich geändert. Die Lasermikrobearbeitung wird heute üblicherweise für die Herstellung von Prototypen und mikrofluidischen Chips eingesetzt und bietet eine wesentlich größere Bandbreite an Materialoptionen. Organische Polymere haben sich schnell gegenüber Silizium oder Glas durchgesetzt, da sie hervorragende Materialeigenschaften aufweisen und gleichzeitig sowohl in der Anschaffung als auch in der Verarbeitung kostengünstiger sind.
Eigenschaften
- Ausgezeichnete Kunststoffe für mikrofluidische Geräte
- Verarbeitungskosten von PMMA oder COC gegenüber Glas
Poly-Methyl-Methacrylat (PMMA) ist ein kostengünstiges Polymer, das sich zu einem der am häufigsten verwendeten Materialien für mikrofluidische Systeme entwickelt hat. Trotz seiner geringen Kosten bietet PMMA die wesentlichen Eigenschaften, die für die Herstellung hochwertiger Geräte erforderlich sind. Es ist steif, besitzt eine ausgezeichnete optische Transparenz und ist mit Elektrophorese kompatibel - ein entscheidendes Merkmal für verschiedene Forschungsanwendungen. Potomac führt routinemäßig die Lasermikrobearbeitung von PMMA mit hervorragenden Ergebnissen durch. Wir haben auch ergänzende Verfahren für die Herstellung mikrofluidischer Geräte in der Produktion entwickelt, sobald die Prototypen optimiert sind. Das Verbinden von Chipschichten ist ein besonders wichtiger Prozess bei der Herstellung von Mikrofluidik-Chips. Der Prozess muss starke Verbindungen schaffen, ohne dass die Flüssigkeitskanäle kollabieren können. Die einzelnen Schichten des Geräts werden zunächst mit Hilfe von Technologien zur schnellen Mikrofabrikation wie Laser, Mikro-CNC, Heißprägen, 3D-Druck usw. hergestellt.
Es ist bemerkenswert, dass Schott, ein Unternehmen mit einer über 125-jährigen Firmengeschichte, das als Glasfabrik in Deutschland begann, heute ein innovatives Polymer herstellt, das zunehmend in der Mikrofluidik eingesetzt wird. Cyclische Olefin-Copolymere (COC) sind fortschrittliche Verbundwerkstoffe, die aus verschiedenen cyclischen Olefinmonomeren und Ethen hergestellt werden. COC ist nicht nur erschwinglich, sondern auch sehr gut formbar und leicht zu verarbeiten. Der Hersteller Topas gibt eine Gesamtlichtdurchlässigkeit von 91,4 % an, verbunden mit einer außergewöhnlich geringen chromatischen Aberration. Diese optischen Eigenschaften machen COC zu einem idealen Material für den Einsatz in Komponenten wie Kameralinsen und Laserdruckeroptiken. In mikrofluidischen Systemen ist COC aufgrund seiner Biokompatibilität und hohen chemischen Beständigkeit eine ausgezeichnete Wahl. Außerdem kann es mit einer Vielzahl von Techniken sterilisiert werden.
Aufgrund seiner kristallinen Struktur neigt Glas dazu, beim mechanischen Schneiden oder bei der Laserbearbeitung zu brechen. Potomac hat erfolgreiche Bearbeitungstechniken entwickelt, die die Rissbildung verhindern. Aber es ist zeitaufwändig und erfordert viel mehr Fachwissen als die Bearbeitung von Kunststoff. Kunststoffe lassen sich schnell und einfach bearbeiten, ganz gleich, ob es sich um die Herstellung kleinster Teile bis zu einem Mikrometer handelt oder um die Fertigung größerer Teile. Folglich sind die Kosten für die Bearbeitung von Glas exponentiell höher als für Kunststoff.
Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob Sie für Ihre Mikrofluidiksysteme von Glas auf Polymere umsteigen sollen, machen Sie einen kurzen Test. Potomac kann Ihnen kostengünstig ein Kunststoffteil für Ihren Vergleich anfertigen, und wir sagen Ihnen voraus, dass Sie nie wieder zurückblicken werden.
