基于折纸的快速,可重构的纸张微流体流量开关
资料来源:Taejoon Kong
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研究人员最近开发了一种新型的纸微流体开关,由折叠色谱纸制成,发表在芯片实验室。该开关实现了流体连接的可编程切换,并提供了许多优于当前技术的优点。
我们采访了爱荷华州立大学的副教授Santosh Pandey,以了解更多关于折纸开关及其开发的信息。
以前为纸张微流体创建的开关有哪些局限性?
以前为纸张微流体创建双向开关的方法受到其响应时间长、需要大量驱动流体以及使用外部组件(如磁性定时阀和纤维素海绵)的限制,这增加了设备的总体成本。
你能介绍一下最近出版的新书吗折纸工艺开关?是什么导致了它的发展?
在纸张微流体中有几个单向开关的例子。然而,真实的纸张微流体应用可以受益于双向开关,快速和可重构,成本开销最小。很明显,最便宜的开关将由用于制造流道的相同色谱纸制成,但不添加额外的组件。问题是我们如何使用色谱纸来连接或断开分离的流动通道。我们发现解决方法很简单:在纸条上做一个折痕或折痕,把它的一端粘上,然后用一小滴水打湿折痕。在此过程中,沿纸张厚度发生差异膨胀,导致纸带的自由端上升或下降超过2毫米。这种驱动机制可以被利用来实现许多开关操作,如本文和支持影片中所示。
这种转换有哪些好处呢?
响应时间大大缩短。在湿润纸条折痕的两秒钟内,开关被激活。只需少量的水(4微升)就能启动开关。不需要额外的组件。创建开关非常简单,因为用户只需在流量通道的预定义距离上创建一个折叠,并将其一端粘贴。多个开关可以很容易地集成在一起。
这可以帮助改进哪些应用程序?
我们建立了一个同时检测人工唾液中三种分析物(葡萄糖、蛋白质和亚硝酸盐)存在的实验。这些开关可能特别适用于一系列化学反应连续发生的应用,每个化学反应都有其特有的时间延迟。
你能告诉我们你未来有什么工作计划吗?
我们正在探索缩小开关物理尺寸的方法,并将其与现有的纸张微流体分析集成。
潘迪博士接受了科技网络编辑安娜·麦克唐纳的采访。188金宝搏备用
参考:
Kong, T., Flanigan, S., Weinstein, M., Kalwa, U., Legner, C., & Pandey, S.(2017)。基于折叠纸驱动器条选择性润湿的纸张微流体快速可重构流动开关。芯片实验室。doi: 10.1039 / c7lc00620a
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