Kluczem do mikrofluidyki i optyki nowej generacji: technologia utwardzania UV umożliwia tworzenie polimerów olefinów cyklicznych (COC/COP)
Cykliczne kopolimery olefinów (COC) i cykliczne polimery olefinów (COP) stały się preferowanymi materiałami do mikropłynnych chipów, zestawów diagnostycznych,i wysokiej wydajności elementów optycznych ze względu na ich doskonałą przejrzystość optycznąW tym artykule omówi się technologię utwardzania UV, w szczególności utwardzanie UV LED, oraz jak szybkie, niskie temperatury,i wysokiej precyzji procesy wiązania i powlekania znacząco poszerzyły zastosowanie COC/COP w dziedzinie biomedycznej i elektrooptycznej.
COC/COP to klasa amorficznych termoplastów, których struktura i właściwości odróżniają je od tradycyjnych polimerów:
- Doskonałe właściwości optyczne: Przejrzystość zbliżona do szkła i niezwykle niska dwustrumieniowość sprawiają, że jest idealny do produkcji precyzyjnych soczewek i elementów optycznych.
- Doskonała bioinertność: niezwykle niska rozpuszczalność i wchłanianie oraz niska autofluorescencja zapewniają niezawodność w diagnostyce in vitro (IVD) i przechowywaniu leków,co czyni go szczególnie odpowiednim dla wrażliwych środowisk mikrofluidicznych.
- Doskonała stabilność wymiarowa: Niska higroskopicność zapewnia dokładność wymiarową i długoterminową stabilność urządzeń w różnych warunkach środowiskowych.
- Dobra zdolność do przetwarzania: nadaje się do formowania wtryskowego, umożliwiając produkcję na dużą skalę, z wysoką precyzją i niskimi kosztami.
Tradycyjne przetwarzanie COC/COP, takie jak termoformowanie, wymaga wysokich temperatur i ciśnienia, co może prowadzić do deformacji podłoża lub uszkodzenia mikrostruktur.o masie nieprzekraczalnej, niskiej temperatury, i szybkich zalet, doskonale rozwiązuje te wyzwania.
1Wysokoprzyzwoite łączenie mikrofluidów
Przy produkcji chipów mikrofluidicznych podłoże COC/COP wygrawerowane mikrokanałami musi być precyzyjnie i bezproblemowo przymocowane do płyty pokrywczej.
Wyzwanie:Termoforming może powodować załamanie lub deformację struktury kanału.
Roztwór UV:Wykorzystanie specjalnego optycznie przejrzystego kleju o odporności na działanie promieniowania UV (LOCA/OCA), szybkiego, jednolitego,i wiązanie o wysokiej wytrzymałości jest osiągane poprzez precyzyjne promieniowanie światłem UV w temperaturze pokojowej lub nieco powyżej temperatury pokojowejProces ten maksymalnie utrzymuje oryginalną morfologię mikrokanału, zapewniając dokładną kontrolę płynu.
Słowa kluczowe: wiązanie w niskich temperaturach, wolne od rozpuszczalników, wysoka hermetyczność, przezroczysty klejnot.
2. Funkcjonalne powłoki powierzchniowe
Powłoki o odporności na działanie promieniowania UV są stosowane do nadawania dodatkowej funkcjonalności urządzeniom COC/COP bez wpływania na ich podstawową wydajność.
- powłoka odporna na zadrapania: zapewnia wytrzymałość w zakresie UV dla optyki COC/COP (takiej jak soczewki kamer telefonów komórkowych i warstwy ochronne wyświetlaczy), zwiększając trwałość.
- Modyfikacja kompatybilności biologicznej: wykorzystuje polimeryzację przeszczepu powierzchniowego wywołaną światłem UV w celu zmiany właściwości chemicznych wewnętrznych ścian kanałów mikrofluidowych,osiąganie funkcji takich jak odporność na adsorpcję białek lub łatwy ruch płynu (hydrofiliczny/hydrofobiczny).
3Druk 3D i produkcja dodatków
Chociaż COC/COP nie jest główną żywicą fotosensywną, technologia utwardzania UV odgrywa kluczową rolę w hybrydowych materiałach lub strukturach pomocniczych.Wykorzystanie diod UV jako źródła światła umożliwia szybkie pozycjonowanie i wspomagane utwardzanie mikrostruktur lub komponentów, zwłaszcza przy montażu prefabrykowanych konstrukcji COC/COP z żywicami fotosensywnymi.
Rola technologii UV-LED
Systemy utwardzania UV LED są idealne do zastosowań COC/COP ze względu na ich zalety:
- Utwardzanie niskotemperaturowe: źródła światła LED wytwarzają minimalne ciepło podczerwone, skutecznie unikając deformacji i naprężenia w materiałach wrażliwych na ciepło, takich jak COC/COP.
- Zastosowanie długości fali: Optymalną długość fali absorpcji określonego kleju UV (np. 365 nm lub 395 nm) można selektywnie dopasować w celu osiągnięcia najwyższej wydajności i głębokości utwardzania.
- Przyjaźń do środowiska i oszczędność: UV-diody LED są wolne od rtęci, energooszczędne i spełniają wysokie standardy czystości i zrównoważonego rozwoju wymagane w produkcji biomedycznej.
Wraz z rozwojem diagnostyki badań w punktach leczenia (POC), wysokiej przepustowości badań przesiewowych i elastycznej elektroniki popyt na polimery o wysokiej wydajności, takie jak COC/COP, będzie nadal rosnąć.Technologia utwardzania UV, o wyjątkowej precyzji, prędkości i charakterystyce niskiej temperatury,stała się podstawową technologią umożliwiającą materiałom COC/COP przejście od projektowania koncepcyjnego do produkcji komercyjnej na dużą skalęW przyszłości spodziewamy się pojawienia się bardziej inteligentnych systemów utwardzania UV i klejnotów UV o niższych współczynnikach kurczenia, co jeszcze bardziej rozszerzy granice zastosowań COC/COP.
Polish
