基于化学水热合成反应的激光直写增材技术可实现微流控结构图案制作

微流控芯片以其集成化、高效性、样品需求少等优点，成为近年来生命分析、药物筛选等研究领域的热点，在分离、反应及检测等过程中大放异彩。对于高分子基片构成的微流控芯片，母模板决定了其结构尺寸和分辨率。微流控芯片的母模板制备技术主要是基于电子束光刻或光学光刻，这两种方法都需要涉及到光掩模来制备初始图案。光掩模的出现往往会伴随着设计上的多次修改和验证，其特质决定了光刻的初始投入成本高且灵活性低。
激光直写技术作为一种新兴的微纳加工方式，直接将激光聚焦到基底表面。通过激光自身或载物台的移动，无需制造光掩模就可以在基底上绘制图案。因此，通过发展代替新型激光直写技术，可以快速且低成本地实现微流控结构图案的制作。
据麦姆斯咨询报道，近日，南京大学王伟教授团队提出了一种基于化学水热合成反应的激光直写增材技术，用于制作微流控芯片的母模板。
该工作中提出了激光点击沉积技术构筑微流控母模板的方法。该方法将近红外激光汇聚辐照在金属薄膜上，精准调控前体溶液中温度的时空分布，实现微区的过渡金属氧化物合成反应。通过自定义程序控制激光作用的位置、强度和时间，完成了在微米尺度上点击合成各类复杂图案结构。
该技术构建出王伟教授课题组网站的二维码
在ccd相机实时监测激光点击沉积微结构的条件下，该方法灵活且高质量地制作出微结构母模板及其相应的微流控芯片。研究人员成功制造出多种微流控芯片结构，并通过荧光染料实验证实了该技术在微流控系统中的应用潜力。
区别于其他激光直写增材技术，激光点击沉积技术建立在激光热效应所促进的水热反应上，不需要高能量的激光和高毒的有机溶剂。该技术能够实现微流控芯片的快速成型设计和低成本生产，具有很好的实际应用前景。