中國科學技術大學提出新的磁控微納機器人加工技術
近期,中國科學技術大學工程科學學院微納米工程實驗室吳東和胡衍雷研究團隊,利用調制結構光場高效加工出空心管形和錐形螺旋結構微納機器人,這種結構的微納機器人泳動性能和裝載貨物的能力更強。相關成果分別發表在《先進材料》《先進功能材料》上。圖片來源于網絡 研究人員設計出了具有特殊相位信息的光場全息圖,并將其加載于空間光調制器面板上,調制出可用于高效加工空心管狀和錐形螺旋結構的三維渦旋光場。相比于傳統的激光直寫加工,光場加工速度最快提高了600倍。利用該方法也可以靈活可控地加工出不同參數的管狀與螺旋結構,大大提高了復雜三維結構的加工能力。 研究團隊在錐形空心螺旋結構的微納機器人表面加入磁性響應材料,采用自行搭建的三維亥姆霍茲線圈控制系統,調節輸入電流的相位信息在三維空間內形成旋轉磁場,磁場方向的改變使磁性結構受到磁力矩作用,進而完成有效驅動。相比于傳統的直螺旋結構,錐形螺旋具有更快的前進速度,并有效抑制了橫向漂移運動。此外,利用磁......閱讀全文
中國科學技術大學提出新的磁控微納機器人加工技術
近期,中國科學技術大學工程科學學院微納米工程實驗室吳東和胡衍雷研究團隊,利用調制結構光場高效加工出空心管形和錐形螺旋結構微納機器人,這種結構的微納機器人泳動性能和裝載貨物的能力更強。相關成果分別發表在《先進材料》《先進功能材料》上。圖片來源于網絡 研究人員設計出了具有特殊相位信息的光場全息圖,
AFM微納加工技術
?微納加工技術隨著器件小型化和高集成度的快速發展,微電子工業的芯片制造工藝逐漸向10 nm 甚至單納米尺度逼近時,傳統的電子束曝光(electron beam?lithography,EBL)技術和極紫外光刻(extreme ultraviolet?lithography,EUV)技術已難以滿足未來
磁控微納機器人兌現60年前諾獎得主預言
諾貝爾獎得主、理論物理學家理查德·費曼曾在1959年率先提出利用微型機器人治病的想法,用他的話說,就是將“外科醫生”吞下。隨著微納米加工技術的發展,加工這些可以被吞下的“外科醫生”成為現實,人們通常把這些“外科醫生”稱為人造微納機器人。受自然界微生物自由運動啟發,人造微納機器人近些年得到了廣泛的
微流控技術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、聚四氟乙烯和紙基等。其中PDMS的使用范圍最為廣泛。這種材料不僅加工簡單、光學透明,而且具有一定的彈性,可以制作功能性的部件,如微閥和微蠕動泵等。PDMS微閥的密度可以達到30個/cm。但是PDMS材料容易吸附疏水性
微流控芯片的加工技術
一、光刻(lithography)和刻蝕技術(etching)1.光刻工藝光刻是用光刻膠、掩模和紫外光進行微制造 ,工藝如下 :①仔細地將基片洗凈;②在干凈的基片表面鍍上一層阻擋層 ,例如鉻、二氧化硅、氮化硅等;③再用甩膠機在阻擋層上均勻地甩上一層幾百 A厚的光敏材料——光刻膠。光刻膠的實際厚度與它
微流控分析芯片加工技術
微流控分析是以微管道為網絡連接微泵、微閥、微儲液器、微電極、微檢測元件等具有光、電和流體輸送功能的元器件,最大限度地把采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等分析功能集成在芯片上的微全分析系統。目前,微流控分析芯片的大小約幾個平方厘米,微管道寬度和深度(高度)為微米和亞微米級。微流控分析芯片的加工技術
微流控芯片加工技術解析
微流控芯片的發展 微全分析系統的概念是在1990年首欠由瑞士Ciba2Geigy公司的Manz與Widmer提出的,當時主要強調了分析系統的“微”與“全”,及微管道網絡的MEMS加工方法,而并未明確其外型特征。次年Manz等即在平板微芯片上實現了毛細管電泳與流動。微型全分析系統當前的發展前沿。
微流控納升移液機器人研究取得進展
近日,中國科學院深圳先進技術研究院微納系統與仿生醫學研究中心研究員陳艷團隊和加州大學戴維斯分校教授潘挺睿、Cheemeng Tan團隊合作研發出新型微流控納升移液機器人,實現了納升級液體的自動化高精度分配。相關研究結果以Microfluidic Cap-to-Dispense (μCD): A
一文盤點當前微納加工技術
微納加工技術指尺度為亞毫米、微米和納米量級元件以及由這些元件構成的部件或系統的優化設計、加工、組裝、系統集成與應用技術,涉及領域廣、多學科交叉融合,其最主要的發展方向是微納器件與系統(MEMS和NEMS)。微納器件與系統是在集成電路制作上發展的系列專用技術,研制微型傳感器、微型執行器等器件和系統
微納3D打印技術制造微流控芯片
微流控芯片是一門在微米尺度下研究流體的處理與操控的技術,微流控技術從最初的單一功能的流體控制器件發展到了現在的多功能集成、應用非常廣泛的微流控芯片技術,在分析化學、醫學診斷、細胞篩選、基因分析、藥物輸運等領域得到了廣泛應用。相比于傳統方法,微流控技術具有體積小、檢測速度快、試劑用量小、成本低、多
微納流控發展及展望
微流控技術,稱它是“顛覆性技術”絲毫不過。 自20世紀90年代以來,微流控芯片技術的出現極大促進了微型化操作和分析方法的研究進展。盡管微流控技術只經歷了短短30年的發展,其已經從最初單純的毛細管電泳的微型化技術,演變成為一種涵蓋了從基礎生物技術到生物醫學診斷等各個領域的富有活力的工具性方法平臺
微納機器人助力新藥研發
中國科學院沈陽自動化研究所微納米課題組在微納機器人與生物醫學交叉領域的最新成果《微組織3D 生物制造的新方法》,近日以封面論文形式發表于《微尺度》雜志。 生物醫藥領域不同于傳統制造業,其操作對象從結構化的零部件轉變為非結構化的活體細胞,操作環境也由常態大氣轉變為生理液態環境,這對機器人技術的感
微納加工讓液滴“乖乖聽話”
在前沿研究和精密制造領域,微液滴有著廣泛應用。國家納米科學中心研究員高玉瑞團隊和香港城市大學講席教授曾曉成、賓夕法尼亞大學講席教授Joseph S. Francisco等團隊合作,在前期理論研究的基礎上,通過光刻技術和后期處理,制備出一類具有同心閉環微壁/微通道的結構表面,實現了對微液滴的精準調控。
微納加工讓液滴“乖乖聽話”
在前沿研究和精密制造領域,微液滴有著廣泛應用。國家納米科學中心研究員高玉瑞團隊和香港城市大學講席教授曾曉成、賓夕法尼亞大學講席教授Joseph S. Francisco等團隊合作,在前期理論研究的基礎上,通過光刻技術和后期處理,制備出一類具有同心閉環微壁/微通道的結構表面,實現了對微液滴的精準調
高速大尺度微納結構加工技術的新進展
近日捷克科學院Hilase中心和捷克理工大學核物理工程學院的研究人員,在高速大尺度微納結構加工上取得了重要進展。實驗展示了使用四光束直接激光干涉(Direct Laser Interference Patterning,DLIP)光致表面周期結構(Laser Induced Periodic
福田敏男:微納機器人之父
作為全球首位提倡微納操作機器人的開拓者、領軍者,“培養更好的科學家,踏實從事科研的人”,是福田敏男來到中國,除了科研之外,正在努力的事。 在電影《神奇的旅程》中,有這樣一組鏡頭。科學家被縮小,注射入人體內完成手術。然而在未來,同樣的場景也許不再只存在于科幻電影,隨著微納技術的發展,某一天微納
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體材料,主要是由于其加工方法可以直接套用MEMS和微電子領域的加工方法。硅和玻璃材料價格昂貴且不易加工,在微流控芯片的發展過程中很快就被以各類聚合物為代表的低成本材料所替代。現有各類微流控芯片的加工方法中,可供選擇的低成本材料很多,有各類彈性體材料、熱塑性聚合物材料、
微流控芯片驅動磁驅動泵
采用磁激發的泵(magnetic-actuated pump) 即磁驅動泵(magnetically-driven pump ,MDP) 也是一種重要的微流體驅動控制技術—磁流控技術。磁流控技術與光驅動泵一樣,一般需要在被驅動流體中添加親磁性納米粒子介質,實現對流體的有效控制。磁流體驅動泵的優缺點優
PCR-微流控芯片微通道有哪些加工手段
熱壓法熱壓法是20世紀90年代后期興起的一種在高聚物表面加工微通道的方法,瑞士的Uppsala大學的Lena?Kintberg等采用熱壓法將激勵微泵或者微閥的激勵器集成到了PC(聚碳酸酯)基的微流控芯片表面。熱壓法的工藝過程是:采用光刻化學腐蝕法在硅表面制作出微通道,濺射沉積鎳金屬,獲得鎳模板,通過
低成本聚合物微流控芯片加工技術綜述
微流控技術最初源自于微機電系統(micro-electromechanical system, MEMS)在微量流體操控方面的研究,形成于20世紀90年代初。最近十年來,伴隨著分析化學和生命科學的蓬勃發展,由于微流芯片系統具有試劑和能量消耗少、檢測和分析靈敏度高、檢測時間短、可將多種功能集成化程度高
聚合物微流控芯片的激光加工技術研究
?? 微流控芯片系統已成為目前分析儀器發展的重要方向與前沿,微流控芯片技術的發展,需要****的微制造技術為后盾。 本課題是國家863項目《面向微流控芯片的微模具制造裝備研究》的重要組成部分,本文的研究工作圍繞CO_2激光燒蝕加工微流控芯片的原理展開,具體分析了激光加工的特點,數控系統的組成和用戶界
新型微流控界面納升注射技術還可以這么拓展應用?
中國科學院微生物研究所微生物資源前期開發國家重點實驗室杜文斌研究組和黃力研究組共同開發了一種新型的微流控界面納升注射技術(Interfacial Nanoinjection, INJ),該技術可以將傳統的生化反應體系微縮在一個納升體積的油包水微液滴體系中完成。針對這一技術創新,團隊申請了多項中國
微流控技術的定義
微流控(Microfluidics)指的是使用微管道(尺寸為數十到數百微米)處理或操縱微小流體(體積為納升到阿升)的系統所涉及的科學和技術,是一門涉及化學、流體物理、微電子、新材料、生物學和生物醫學工程的新興交叉學科。因為具有微型化、集成化等特征,微流控裝置通常被稱為微流控芯片,也被稱為芯片實驗室(
微流控的技術背景
要了解微流控技術,首先要知道MEMS技術。MEMS,Mirco-Electro-Mechanical System,微機電系統,也叫微電子機械系統、微系統、微機械等,理念源自于將現實生活在廣泛運用的大型設備,通過各種微型技術(半導體技術為主)進行微縮化,但功能不變甚至更加優良。主要由傳感器、動作控制
微流控技術的分類
微流控技術分類,目前學術界沒有統一標準,通過閱讀大量資料,分類方法有如下幾種:(1)根據流體控制的方式來分類,主動式微流控和被動式微流控。被動式微流控通常是指利用表面親疏水特性或毛細力來進行流體的輸運與處理的方式。典型的如纖維基微流控芯片,包括紙基、布基、聚合物塑料基等材質的微流控芯片。其特點是自驅
微流控技術類型
目前,通過工程、物理、化學、生物、納米技術的交叉應用,微流控技術已從單通道器件迅速發展到目前的多路復用、自動化和高通量的復雜分析系統。早期的微流控產品多數結構較為簡單,依靠毛細作用或離心力,或者直接利用體積較大的氣泵實現液體的驅動;目前的微流控芯片集成了更多主動器件,如微泵、微閥、微噴頭,進行液體的
微流控芯片技術
微流控,是一種精確控制和操控微尺度流體,尤其特指亞微米結構的技術。通過在微尺度下流體的控制,在20世紀80年代,微流控技術開始興起,并在DNA芯片,芯片實驗室,微進樣技術,微熱力學技術等方向得到了發展。 微流控分析芯片最初在美國被稱為"芯片實驗室"(lab-on-a-chip),在歐洲被稱為"
復旦成立微納加工和器件公共實驗室
6月15日,經校長辦公會議最終審議通過,決定成立復旦大學微納加工和器件公共實驗室。實驗室由物理系系主任沈健教授牽頭,物理系和微電子系共同參與建設和運轉。 納米科技在高科技領域中具有重要戰略地位,但加工、配套器件工藝設備投入和運行成本較大。我國長期以來在先進科研設備方面投入偏少、分散,嚴重限
微流控技術的PCR生物微芯片技術原理!
基于數字流控(DMF)的聚合酶鏈式反應 (PCR)微芯片系統設計 ,主要在于對樣品液滴的運動進行控制和對進行PCR所需要的溫度控制 。設計了一種基于介電潤濕 (Ew0D)原理的數字微流控PCR微芯片,并實現了對芯片不同區域的溫度控制以滿足PCR所需的要 求。基于數字微流控技術的PCR微芯片系統由
3D中空光波導微觀結構-|-Nanoscribe微納加工技術新應用
光波導是集成光子電路的關鍵元素,影響了光子學的許多領域,包括電信,醫學,環境科學等。對于小型幾何尺寸結構而言,低折射率介質內部的高效波導對于各種需要光與物質間的強相互作用的應用都至關重要。? ?最近,一個國際研究團隊提出了一種全新的限制并引導厘米范圍內無衍射光的芯片光籠概念。通過使用德國Na