微流体3D打印之可编程液体芯片
可编程液体芯片是一个多用途的“实验室”
美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室刚刚开发出一种液体打印芯片，只需点击一下按钮即可重新配置，从而通过改变其内部结构来满足多种应用需求。液体芯片可以提供多种功能，如合成电池材料或筛选候选药物。因此，它可以作为一种多功能、多材料的“芯片实验室”。
研究人员使用液体打印技术制造这种微小的可编程液体芯片。通过亲水和疏水物质的混合物，他们能够创建具有定制几何形状的微模式。因此，当水溶液流经不同宽度的微通道，并且由同时操作的外部泵抽出时，芯片就实现了整个结构的化学流动。
“我们展示的是非凡的。我们的3D打印设备可以根据需要进行编程，以执行多步骤，复杂的化学反应。”伯克利实验室材料科学部门和分子铸造部门的科学家Brett Helms说， “更令人惊奇的是，这个多功能平台可以重新配置，以高效精确地组合分子，形成非常特殊的产品，如有机电池材料。”
微流体3D打印
视频链接：https://youtu.be/sxC-OoFyN4w
创建微流体是医学或药理学等许多领域的关键组成部分因此，这些装置用途广泛，功能广泛，具有一系列化学反应。这给了他们液体芯片可以体现的各种看似矛盾的功能。该装置具有多个通道，可以在化学反应流过时产生非常特定的顺序。这就要求打印机的某些部件具有精细的纳米级分辨率。同样，由于这个过程就像一个循环系统，当分离和清洗分子时，它也可以用于制药目的。
“这些设备的形式和功能仅受研究人员的想象力限制。自主合成是化学和材料界的一个新兴领域，我们的全液流化学3D打印设备技术有助于在建立该领域中发挥重要作用。”赫尔姆斯解释说。
为了制造可编程液体芯片，首席作者和博士后研究员冯文谦设计了一种定制图案玻璃基板。将两种液体（一种含有纳米级粘土颗粒，另一种含有聚合物颗粒）打印到基材上。这些都在几毫秒内完成改造，成为直径约1毫米的非常薄的通道或管道。
在这个过程中，研究人员使用Cellink Inkredible + 3D打印机和14号点胶头作为打印头。们在硅油中打印出粘土分散体，以生成“3D水线程”，他们使用Python脚本编写G代码。接下来，他们计划在进一步的实验中使液体芯片的壁通电。这使他们能够探索“所有液体电路、燃料电池甚至电池”中的各种其他应用。
特色图片由伯克利实验室提供。