导读

近期，德国弗赖堡大学的研究人员针对大多数弹性体化学稳定性不佳的问题，研发了一种3D打印成型的氟化光固化树脂，兼具高弹性和优异的耐化学性,适用于微流控芯片的制备。相关研究以“3D printed elastic fluoropolymer with high stretchability and enhanced chemical resistance for microfluidic applications”为题目，发表在《Additive Manufacturing》上。

本文要点：

• 本研究开发了一种可用于数字光处理（DLP）3D打印的定制氟化光固化树脂。

• 打印出的材料称为p13F-AUA，具有高弹性，拉伸率可达523%，即使浸泡在有机溶剂中也能保持弹性。

• 采用多材料打印技术，将p13F-AUA与商用全氟聚醚二甲基丙烯酸酯树脂结合，制备出具有硬软段的微流控芯片。

• 利用p13F-AUA成功打印出各种微流控组件，如气动阀和蠕动泵，这些组件对有机溶剂具有耐受性。

• 该新型氟树脂为微流控装置提供了高弹性和耐化学性，有望推动芯片化学应用的发展。

全文总结/概括：

弹性材料如何与商用PFPE-MA结合，用于制造设计复杂的微流控芯片？

使用多材料DLP打印将弹性材料与商用PFPE-MA组合。该过程包括用PFPE-MA打印控制通道，然后用弹性材料（p13F-AUA）将膜打印到PFPE-MA表面上，最后打印流动通道。这种多材料打印技术允许在芯片的特定区域集成不同的材料，从而能够制造具有复杂设计的复杂微流体系统，其中需要具有不同机械性能的材料。

定制的氟化光固化树脂在微流控领域的应用有哪些优势和潜在贡献？

1、化学稳定性：这种氟化光固化树脂具有出色的化学稳定性，能够抵抗多种有机溶剂的侵蚀，适用于需要高化学稳定性的微流控系统。

2、高弹性：该氟化光固化树脂具有卓越的弹性，可用于制造微阀门、微泵等器件，满足微流控系统对弹性材料的需求。

3、多材料集成：通过多材料3D打印技术，可以将该弹性树脂与其他材料集成在同一芯片中，实现不同区域的定制化设计，拓展微流控系统的功能性。

4、生物相容性：该树脂具有良好的生物相容性，适用于生物医学领域的微流控应用，如细胞培养、药物输送等领域。

5、推动技术进步：新型氟化光固化树脂的引入将推动微流控技术的发展，为化学在芯应用、生物医学领域等提供更多可能性，促进微流控领域的创新和进步。

图1.材料的成分和特性。

图2.硬质PFPE-MA材料和p13F AUA的多材料打印

图3.氟化膜阀门的多材料印刷。

图4.基于膜阀结构的3D打印液滴生成器。

图5.气动控制的门控心脏微泵芯片。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.addma.2024.103991