中国科学技术大学提出新的磁控微纳机器人加工技术
近期,中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室吴东和胡衍雷研究团队,利用调制结构光场高效加工出空心管形和锥形螺旋结构微纳机器人,这种结构的微纳机器人泳动性能和装载货物的能力更强。相关成果分别发表在《先进材料》《先进功能材料》上。图片来源于网络 研究人员设计出了具有特殊相位信息的光场全息图,并将其加载于空间光调制器面板上,调制出可用于高效加工空心管状和锥形螺旋结构的三维涡旋光场。相比于传统的激光直写加工,光场加工速度最快提高了600倍。利用该方法也可以灵活可控地加工出不同参数的管状与螺旋结构,大大提高了复杂三维结构的加工能力。 研究团队在锥形空心螺旋结构的微纳机器人表面加入磁性响应材料,采用自行搭建的三维亥姆霍兹线圈控制系统,调节输入电流的相位信息在三维空间内形成旋转磁场,磁场方向的改变使磁性结构受到磁力矩作用,进而完成有效驱动。相比于传统的直螺旋结构,锥形螺旋具有更快的前进速度,并有效抑制了横向漂移运动。此外,利用磁......阅读全文
中国科学技术大学提出新的磁控微纳机器人加工技术
近期,中国科学技术大学工程科学学院微纳米工程实验室吴东和胡衍雷研究团队,利用调制结构光场高效加工出空心管形和锥形螺旋结构微纳机器人,这种结构的微纳机器人泳动性能和装载货物的能力更强。相关成果分别发表在《先进材料》《先进功能材料》上。图片来源于网络 研究人员设计出了具有特殊相位信息的光场全息图,
AFM微纳加工技术
微纳加工技术随着器件小型化和高集成度的快速发展,微电子工业的芯片制造工艺逐渐向10 nm 甚至单纳米尺度逼近时,传统的电子束曝光(electron beam lithography,EBL)技术和极紫外光刻(extreme ultraviolet lithography,EUV)技术已难以满足未来
磁控微纳机器人兑现60年前诺奖得主预言
诺贝尔奖得主、理论物理学家理查德·费曼曾在1959年率先提出利用微型机器人治病的想法,用他的话说,就是将“外科医生”吞下。随着微纳米加工技术的发展,加工这些可以被吞下的“外科医生”成为现实,人们通常把这些“外科医生”称为人造微纳机器人。受自然界微生物自由运动启发,人造微纳机器人近些年得到了广泛的
微流控技术的材料和微加工方法
制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和纸基等。其中PDMS的使用范围最为广泛。这种材料不仅加工简单、光学透明,而且具有一定的弹性,可以制作功能性的部件,如微阀和微蠕动泵等。PDMS微阀的密度可以达到30个/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性
微流控芯片的加工技术
一、光刻(lithography)和刻蚀技术(etching)1.光刻工艺光刻是用光刻胶、掩模和紫外光进行微制造 ,工艺如下 :①仔细地将基片洗净;②在干净的基片表面镀上一层阻挡层 ,例如铬、二氧化硅、氮化硅等;③再用甩胶机在阻挡层上均匀地甩上一层几百 A厚的光敏材料——光刻胶。光刻胶的实际厚度与它
微流控分析芯片加工技术
微流控分析是以微管道为网络连接微泵、微阀、微储液器、微电极、微检测元件等具有光、电和流体输送功能的元器件,最大限度地把采样、稀释、加试剂、反应、分离、检测等分析功能集成在芯片上的微全分析系统。目前,微流控分析芯片的大小约几个平方厘米,微管道宽度和深度(高度)为微米和亚微米级。微流控分析芯片的加工技术
微流控芯片加工技术解析
微流控芯片的发展 微全分析系统的概念是在1990年首欠由瑞士Ciba2Geigy公司的Manz与Widmer提出的,当时主要强调了分析系统的“微”与“全”,及微管道网络的MEMS加工方法,而并未明确其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上实现了毛细管电泳与流动。微型全分析系统当前的发展前沿。
微流控纳升移液机器人研究取得进展
近日,中国科学院深圳先进技术研究院微纳系统与仿生医学研究中心研究员陈艳团队和加州大学戴维斯分校教授潘挺睿、Cheemeng Tan团队合作研发出新型微流控纳升移液机器人,实现了纳升级液体的自动化高精度分配。相关研究结果以Microfluidic Cap-to-Dispense (μCD): A
一文盘点当前微纳加工技术
微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件以及由这些元件构成的部件或系统的优化设计、加工、组装、系统集成与应用技术,涉及领域广、多学科交叉融合,其最主要的发展方向是微纳器件与系统(MEMS和NEMS)。微纳器件与系统是在集成电路制作上发展的系列专用技术,研制微型传感器、微型执行器等器件和系统
微纳3D打印技术制造微流控芯片
微流控芯片是一门在微米尺度下研究流体的处理与操控的技术,微流控技术从最初的单一功能的流体控制器件发展到了现在的多功能集成、应用非常广泛的微流控芯片技术,在分析化学、医学诊断、细胞筛选、基因分析、药物输运等领域得到了广泛应用。相比于传统方法,微流控技术具有体积小、检测速度快、试剂用量小、成本低、多
微纳流控发展及展望
微流控技术,称它是“颠覆性技术”丝毫不过。 自20世纪90年代以来,微流控芯片技术的出现极大促进了微型化操作和分析方法的研究进展。尽管微流控技术只经历了短短30年的发展,其已经从最初单纯的毛细管电泳的微型化技术,演变成为一种涵盖了从基础生物技术到生物医学诊断等各个领域的富有活力的工具性方法平台
微纳机器人助力新药研发
中国科学院沈阳自动化研究所微纳米课题组在微纳机器人与生物医学交叉领域的最新成果《微组织3D 生物制造的新方法》,近日以封面论文形式发表于《微尺度》杂志。 生物医药领域不同于传统制造业,其操作对象从结构化的零部件转变为非结构化的活体细胞,操作环境也由常态大气转变为生理液态环境,这对机器人技术的感
微纳加工让液滴“乖乖听话”
在前沿研究和精密制造领域,微液滴有着广泛应用。国家纳米科学中心研究员高玉瑞团队和香港城市大学讲席教授曾晓成、宾夕法尼亚大学讲席教授Joseph S. Francisco等团队合作,在前期理论研究的基础上,通过光刻技术和后期处理,制备出一类具有同心闭环微壁/微通道的结构表面,实现了对微液滴的精准调控。
微纳加工让液滴“乖乖听话”
在前沿研究和精密制造领域,微液滴有着广泛应用。国家纳米科学中心研究员高玉瑞团队和香港城市大学讲席教授曾晓成、宾夕法尼亚大学讲席教授Joseph S. Francisco等团队合作,在前期理论研究的基础上,通过光刻技术和后期处理,制备出一类具有同心闭环微壁/微通道的结构表面,实现了对微液滴的精准调
高速大尺度微纳结构加工技术的新进展
近日捷克科学院Hilase中心和捷克理工大学核物理工程学院的研究人员,在高速大尺度微纳结构加工上取得了重要进展。实验展示了使用四光束直接激光干涉(Direct Laser Interference Patterning,DLIP)光致表面周期结构(Laser Induced Periodic
福田敏男:微纳机器人之父
作为全球首位提倡微纳操作机器人的开拓者、领军者,“培养更好的科学家,踏实从事科研的人”,是福田敏男来到中国,除了科研之外,正在努力的事。 在电影《神奇的旅程》中,有这样一组镜头。科学家被缩小,注射入人体内完成手术。然而在未来,同样的场景也许不再只存在于科幻电影,随着微纳技术的发展,某一天微纳
低成本微流控芯片的加工材料
硅和玻璃是最早用于微流控芯片的基体材料,主要是由于其加工方法可以直接套用MEMS和微电子领域的加工方法。硅和玻璃材料价格昂贵且不易加工,在微流控芯片的发展过程中很快就被以各类聚合物为代表的低成本材料所替代。现有各类微流控芯片的加工方法中,可供选择的低成本材料很多,有各类弹性体材料、热塑性聚合物材料、
微流控芯片驱动磁驱动泵
采用磁激发的泵(magnetic-actuated pump) 即磁驱动泵(magnetically-driven pump ,MDP) 也是一种重要的微流体驱动控制技术—磁流控技术。磁流控技术与光驱动泵一样,一般需要在被驱动流体中添加亲磁性纳米粒子介质,实现对流体的有效控制。磁流体驱动泵的优缺点优
PCR-微流控芯片微通道有哪些加工手段
热压法热压法是20世纪90年代后期兴起的一种在高聚物表面加工微通道的方法,瑞士的Uppsala大学的Lena Kintberg等采用热压法将激励微泵或者微阀的激励器集成到了PC(聚碳酸酯)基的微流控芯片表面。热压法的工艺过程是:采用光刻化学腐蚀法在硅表面制作出微通道,溅射沉积镍金属,获得镍模板,通过
低成本聚合物微流控芯片加工技术综述
微流控技术最初源自于微机电系统(micro-electromechanical system, MEMS)在微量流体操控方面的研究,形成于20世纪90年代初。最近十年来,伴随着分析化学和生命科学的蓬勃发展,由于微流芯片系统具有试剂和能量消耗少、检测和分析灵敏度高、检测时间短、可将多种功能集成化程度高
聚合物微流控芯片的激光加工技术研究
微流控芯片系统已成为目前分析仪器发展的重要方向与前沿,微流控芯片技术的发展,需要****的微制造技术为后盾。 本课题是国家863项目《面向微流控芯片的微模具制造装备研究》的重要组成部分,本文的研究工作围绕CO_2激光烧蚀加工微流控芯片的原理展开,具体分析了激光加工的特点,数控系统的组成和用户界
新型微流控界面纳升注射技术还可以这么拓展应用?
中国科学院微生物研究所微生物资源前期开发国家重点实验室杜文斌研究组和黄力研究组共同开发了一种新型的微流控界面纳升注射技术(Interfacial Nanoinjection, INJ),该技术可以将传统的生化反应体系微缩在一个纳升体积的油包水微液滴体系中完成。针对这一技术创新,团队申请了多项中国
微流控技术的定义
微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸为数十到数百微米)处理或操纵微小流体(体积为纳升到阿升)的系统所涉及的科学和技术,是一门涉及化学、流体物理、微电子、新材料、生物学和生物医学工程的新兴交叉学科。因为具有微型化、集成化等特征,微流控装置通常被称为微流控芯片,也被称为芯片实验室(
微流控的技术背景
要了解微流控技术,首先要知道MEMS技术。MEMS,Mirco-Electro-Mechanical System,微机电系统,也叫微电子机械系统、微系统、微机械等,理念源自于将现实生活在广泛运用的大型设备,通过各种微型技术(半导体技术为主)进行微缩化,但功能不变甚至更加优良。主要由传感器、动作控制
微流控技术的分类
微流控技术分类,目前学术界没有统一标准,通过阅读大量资料,分类方法有如下几种:(1)根据流体控制的方式来分类,主动式微流控和被动式微流控。被动式微流控通常是指利用表面亲疏水特性或毛细力来进行流体的输运与处理的方式。典型的如纤维基微流控芯片,包括纸基、布基、聚合物塑料基等材质的微流控芯片。其特点是自驱
微流控技术类型
目前,通过工程、物理、化学、生物、纳米技术的交叉应用,微流控技术已从单通道器件迅速发展到目前的多路复用、自动化和高通量的复杂分析系统。早期的微流控产品多数结构较为简单,依靠毛细作用或离心力,或者直接利用体积较大的气泵实现液体的驱动;目前的微流控芯片集成了更多主动器件,如微泵、微阀、微喷头,进行液体的
微流控芯片技术
微流控,是一种精确控制和操控微尺度流体,尤其特指亚微米结构的技术。通过在微尺度下流体的控制,在20世纪80年代,微流控技术开始兴起,并在DNA芯片,芯片实验室,微进样技术,微热力学技术等方向得到了发展。 微流控分析芯片最初在美国被称为"芯片实验室"(lab-on-a-chip),在欧洲被称为"
复旦成立微纳加工和器件公共实验室
6月15日,经校长办公会议最终审议通过,决定成立复旦大学微纳加工和器件公共实验室。实验室由物理系系主任沈健教授牵头,物理系和微电子系共同参与建设和运转。 纳米科技在高科技领域中具有重要战略地位,但加工、配套器件工艺设备投入和运行成本较大。我国长期以来在先进科研设备方面投入偏少、分散,严重限
微流控技术的PCR生物微芯片技术原理!
基于数字流控(DMF)的聚合酶链式反应 (PCR)微芯片系统设计 ,主要在于对样品液滴的运动进行控制和对进行PCR所需要的温度控制 。设计了一种基于介电润湿 (Ew0D)原理的数字微流控PCR微芯片,并实现了对芯片不同区域的温度控制以满足PCR所需的要 求。基于数字微流控技术的PCR微芯片系统由
3D中空光波导微观结构-|-Nanoscribe微纳加工技术新应用
光波导是集成光子电路的关键元素,影响了光子学的许多领域,包括电信,医学,环境科学等。对于小型几何尺寸结构而言,低折射率介质内部的高效波导对于各种需要光与物质间的强相互作用的应用都至关重要。 最近,一个国际研究团队提出了一种全新的限制并引导厘米范围内无衍射光的芯片光笼概念。通过使用德国Na