Chìa khóa cho microfluidics và quang học thế hệ tiếp theo: Công nghệ làm cứng UV tăng cường các polyme olefin chu kỳ (COC/COP)
Các đồng polymer olefin tuần hoàn (COC) và các polymer olefin tuần hoàn (COP) đã trở thành vật liệu ưa thích cho chip microfluidic, bộ chẩn đoán,và các thành phần quang học hiệu suất cao do tính minh bạch quang học tuyệt vời của chúngBài viết này sẽ đi sâu vào công nghệ làm cứng tia cực tím, đặc biệt là làm cứng tia cực tím LED, và làm thế nào nhanh chóng, nhiệt độ thấp,và các quy trình dính và lớp phủ chính xác cao đã thúc đẩy đáng kể việc áp dụng COC/COP trong lĩnh vực y sinh và quang điện.
COC/COP là một lớp nhựa nhiệt vô hình có cấu trúc và tính chất khác biệt với polyme truyền thống:
- Tính chất quang học vượt trội: Tính minh bạch gần như thủy tinh và độ phản xạ hai lần cực kỳ thấp làm cho nó lý tưởng cho việc sản xuất ống kính và các thành phần quang học chính xác cao.
- Tâm tính sinh học tuyệt vời: Độ hòa tan và hấp thụ cực kỳ thấp, và độ tự phát quang thấp đảm bảo độ tin cậy trong chẩn đoán in vitro (IVD) và lưu trữ thuốc,làm cho nó đặc biệt phù hợp với môi trường vi chất nhạy cảm.
- Tính ổn định kích thước tuyệt vời: Tính thủy văn thấp đảm bảo độ chính xác kích thước và sự ổn định lâu dài của các thiết bị trong các điều kiện môi trường khác nhau.
- Khả năng xử lý tốt: Thích hợp cho việc đúc phun, cho phép sản xuất quy mô lớn, chính xác cao và chi phí thấp.
Xử lý COC / COP truyền thống, chẳng hạn như hình thành nhiệt, đòi hỏi nhiệt độ và áp suất cao, có thể dẫn đến biến dạng nền hoặc làm hỏng cấu trúc vi mô.với không tiếp xúc của nó, nhiệt độ thấp, và lợi thế nhanh chóng, hoàn toàn giải quyết những thách thức này.
1. High-chính xác Microfluidic chip Bonding
Trong việc sản xuất chip microfluidic, một nền COC / COP được khắc bằng các kênh vi mô cần phải được gắn chính xác và liền mạch với một tấm nắp.
Thách thức:Thiết kế nhiệt có thể gây sụp đổ hoặc biến dạng cấu trúc kênh.
Giải pháp tia UV:Sử dụng một chất kết dính quang thông suốt đặc biệt có khả năng khắc nghiệt tia UV (LOCA / OCA), nhanh chóng, đồng đều,và liên kết bền cao được đạt được thông qua bức xạ tia UV chính xác ở nhiệt độ phòng hoặc cao hơn một chút nhiệt độ phòngQuá trình này tối đa hóa việc bảo tồn hình thái microchannel ban đầu, đảm bảo kiểm soát chất lỏng chính xác.
Từ khóa: kết nối nhiệt độ thấp, không có dung môi, mật độ cao, chất kết dính trong quang.
2. Lớp phủ bề mặt chức năng
Lớp phủ có khả năng khắc phục tia UV được sử dụng để cung cấp chức năng bổ sung cho các thiết bị COC/COP mà không ảnh hưởng đến hiệu suất cốt lõi của chúng.
- Lớp phủ chống trầy xước: Cung cấp một lớp phủ có độ cứng cao có khả năng khắc phục tia UV cho quang học COC / COP (như ống kính máy ảnh điện thoại di động và lớp bảo vệ màn hình), cải thiện độ bền.
- Biocompatibility sửa đổi: Sử dụng ánh sáng UV gây ra bề mặt ghép polymerization để thay đổi các tính chất hóa học của các bức tường bên trong của các kênh microfluidic,đạt được các chức năng như khả năng chống hấp thụ protein hoặc di chuyển dễ dàng của chất lỏng (hydrophilic/hydrophobic).
3. in 3D và sản xuất phụ gia
Trong khi COC / COP không phải là một loại nhựa nhạy quang phổ biến, công nghệ làm cứng tia UV đóng một vai trò quan trọng trong vật liệu lai hoặc cấu trúc phụ trợ.Sử dụng đèn LED tia cực tím như một nguồn ánh sáng cho phép định vị nhanh chóng và hỗ trợ chữa cứng các cấu trúc vi mô hoặc thành phần, đặc biệt là khi lắp ráp các cấu trúc COC/COP được chế tạo sẵn với nhựa nhạy quang.
Vai trò thúc đẩy của công nghệ UV LED
Hệ thống làm cứng UV LED là lý tưởng cho các ứng dụng COC/COP do những lợi thế của chúng:
- Làm cứng nhiệt độ thấp: Các nguồn ánh sáng LED tạo ra nhiệt hồng ngoại tối thiểu, tránh hiệu quả biến dạng và căng thẳng trong các vật liệu nhạy cảm với nhiệt như COC / COP.
- Phù hợp bước sóng: Độ dài sóng hấp thụ tối ưu của một chất kết dính tia UV cụ thể (ví dụ: 365 nm hoặc 395 nm) có thể được chọn lọc để đạt hiệu quả và độ sâu làm cứng cao nhất.
- Tương thích với môi trường và kinh tế: đèn LED tia cực tím không chứa thủy ngân, tiết kiệm năng lượng và đáp ứng các tiêu chuẩn cao về sự sạch sẽ và bền vững được yêu cầu trong sản xuất y sinh.
Với sự phát triển của chẩn đoán xét nghiệm tại điểm chăm sóc (POC), sàng lọc hiệu suất cao và điện tử linh hoạt, nhu cầu về các polyme hiệu suất cao như COC / COP sẽ tiếp tục tăng.Công nghệ làm cứng tia cực tím, với độ chính xác, tốc độ và đặc điểm nhiệt độ thấp độc đáo,đã trở thành một công nghệ cốt lõi cho phép các vật liệu COC/COP chuyển từ thiết kế khái niệm sang sản xuất thương mại quy mô lớnTrong tương lai, chúng tôi dự đoán sự xuất hiện của các hệ thống làm cứng tia cực tím thông minh hơn và chất kết dính tia cực tím với tỷ lệ co lại thấp hơn, tiếp tục mở rộng ranh giới ứng dụng của COC / COP.
Vietnamese
