3D mikrofluidische Chiphalterungen und Systeme
Kurzfassung:
Zuverl?ssige Verbindungen mit der Makrowelt stellen bei mikrofluidischen Systemen oft das gr??te Hindernis dar. Wir verfolgen den Ansatz, ma?gefertigte Chiphalter und Messaufbauten mittels 3D-Druck zu erstellen, sowie die planare Chiptechnologie durch komplett gedruckte fluidische Systeme zu erweitern.
Projektbeschreibung:
Durch die M?glichkeiten der additiven Fertigung kann nicht nur die dritte Dimension für neue Designans?tze genutzt werden, sondern es k?nnen auch die Probleme der Aufbau- und Verbindungstechnik von mikrofluidischen Systemen mit der Makrowelt gel?st werden. Der Druck wiederverwendbarer Chiphalterungen und Messaufbauten, mit fluidischen, elektrischen (a) und optischen Verbindungen zugeschnitten auf einzelne Chipdesigns, stellt eine wesentliche Anwendung dieser Technologie dar. Fluidische Kan?le k?nnen innerhalb dieser Halter frei in alle Richtungen entworfen werden, wodurch die typischerweise senkrecht nach oben oder unten gerichteten ?ffnungen eines Mikrochips seitlich am Halter herausgeführt werden (a, b). Hierbei setzen wir auf geklemmte oder verschraubte Dichtungen aus flexiblem Material anstatt auf Klebung. Zum einen verwenden wir O-Ringe zum Abdichten von Zu- und Abflüssen (a, b). Zum anderen dichten wir fluidische Kan?le direkt mit 3D-gedrucktem flexiblem Material ab. Dabei kombinieren wir beispielsweise transparentes mit flexiblem Polymer in einem Bauteil (c), sodass optische Untersuchungen im Kanal erm?glicht werden. All dies vereinfacht die Handhabung und resultiert in einer zuverl?ssigeren und besseren Dichtigkeit und Druckfestigkeit. Ausgew?hlte fluidische Funktionalit?ten wie Reservoirs oder Filter k?nnen ebenfalls direkt in den Halter eingebaut werden. Weiterhin verwenden wir bewegliche Halterungen z. B. für Leucht- und Photodioden zur Adaption von Einfalls- und Ausfallwinkel (b).
Als weiterführendes Forschungsthema untersuchen wir auch komplett gedruckte fluidische Systeme. Dabei k?nnen wir durch den dritten Freiheitsgrad im Design neue Geometrien realisieren, wie z.B. Bauteile mit vollst?ndig runden Kan?len und ?u?erer Form wie sie in Natur und Industrie vorkommen, mit sowohl geschlossen Kan?len als auch Oberfl?chenstrukturen in beliebige Raumrichtungen, mit eingebetteten freibeweglichen Elementen und integrierten fluidischen Anschlüssen in einem einzelnen gedruckten Bauteil. Die kleinste m?gliche Strukturbreite betr?gt hierbei etwa 100 ?m. Aktuelle Beispiele sind laminare Mixer mit integrierten, freibeweglichen Rückschlagventilen (d) und aktive, magnetisch aktuierte Ventile und Pumpen.
AnsprechpartnerInnen:
Sander van den Driesche
IMSAS, NW1, Raum O-2080
Tel: +49 421 218 62652
E-mail: Kontakt
Projektbeschreibung:
S. Reede, I. Eichhorn, M. Oellers, A. Schander & M. J. Vellekoop, “Two-Photon Polymerized Flow Sensor Integrated in a Microfluidic Channel with Optoelectronic Readout”, In 2020 IEEE Sensors (pp. 1-4). (2020) IEEE.
S. v. d. Driesche, F. Lucklum, F. Bunge, and M. J. Vellekoop, “3D Printing Solutions for Microfluidic Chip-To-World Connections”, Micromachines9 (2018) 71. DOI:10.3390/mi9020071
S. v. d. Driesche, F. Bunge, F. Lucklum, and M. J. Vellekoop, “3D-Printing: An Attractive Tool to Realise Microfluidic Chip Holders”, 3rd Conf. MFHS (2017) 94.
F. Lucklum, P. Vaidyanathan, and M. J. Vellekoop, “Demonstration 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育erer MST-Funktionalit?ten mittels hochaufl?sender Stereolithographie anhand eines 3D mikrofluidischen Mixers”, MikroSystemTechnik Kongress (2015) 190.
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